انواع فیلتر هواساز و کاربرد آنها در تهویه مطبوع

بخش-اول
فهرست مطالب

در سیستم‌های تهویه مطبوع، فیلتر هواساز نقش مهمی در حذف ذرات گردوغبار، آلودگی‌ها و میکروارگانیسم‌ها از جریان هوا دارد. به همین دلیل شناخت انواع فیلتر هواساز و انتخاب درست آنها برای ساختمان‌های مسکونی، اداری، صنعتی و بیمارستانی اهمیت زیادی دارد. در این مقاله به بررسی انواع فیلترها، مشخصات فنی، مزایا و معایب هرکدام و کاربردشان در هواسازها می‌پردازیم.

نوع فیلترمزایامعایب
فلزیقابل شستشو، عمر طولانیراندمان پایین برای ذرات ریز
کفی چین‌خوردهقیمت مناسب، نصب آسانیکبار مصرف بودن
هپافیلتراسیون بسیار دقیقهزینه بالا، غیرقابل شستشو
اولپابالاترین راندمان فیلتراسیونگران و تخصصی
کربن فعالجذب بو و گازهاعمر کوتاه، نیاز به تعویض سریع

انتخاب صحیح انواع فیلتر هواساز نقش مهمی در افزایش راندمان سیستم‌های تهویه و تأمین هوای سالم دارد. برای فضاهای عمومی معمولاً فیلترهای فلزی و کفی کافی هستند، اما در بیمارستان‌ها و صنایع حساس استفاده از فیلترهای هپا و اولپا ضروری است.

انتخاب درست انواع فیلتر هواساز همیشه وابسته به نوع دستگاهی است که استفاده می‌کنید. به‌عنوان مثال در برخی مدل‌ها تنها به یک پیش‌فیلتر فلزی یا کفی چین‌خورده نیاز است، در حالی که در هواسازهای پیشرفته‌تر از چندین لایه فیلتراسیون شامل فیلتر هپا یا اولپا استفاده می‌شود. بنابراین قبل از خرید یا تعویض فیلتر، بهتر است ابتدا با انواع هواساز و کاربرد هرکدام آشنا شوید تا بتوانید فیلتر مناسب را انتخاب کنید.

فیلتر و فیلتراسیون چیست و چه کاربردهایی دارد؟

فیلتراسیون جداسازی مواد بر اساس کیفیت های مختلف فیزیکی و شیمیایی آنها به وسیله ی فیلتر است. به طور خلاصه ما فیلتراسیون را به عنوان حذف ذرات جامد از محلول ها می شناسیم. معمولاً در این فرآیند از ابزاری استفاده می شود که دارای منافذ بوده و به ما اجازه می دهد تا قسمت مایع را عبور دهیم.  کاغذ ، شن و پارچه برخی از این ابزارها هستند.

تاریخچه کاربرد فیلتراسیون

اولین تلاش های ثبت شده برای یافتن یا تولید آب خالص به ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح برمی گردد. در نوشته های اولیه سانسکریت روش هایی برای تصفیه آب ذکر شده است. این روش ها از جوشاندن یا قرار دادن وسایل فلزی داغ در آب قبل از نوشیدن آن گرفته تا فیلتر آب از طریق شن و ماسه یا فیلترهای زغال چوب متغیر بوده است .این نوشته ها حاکی از آن است که انگیزه اصلی در تصفیه آب تهیه آب آشامیدنی با مزه بهتر بوده است.

قرن ها بعد ، بقراط شروع به انجام آزمایش هایی در رابطه با تصفیه آب کرد. این فیلتر بعداً به “آستین بقراط” معروف شد زیرا کیسه ای پارچه ای بود که ابتدا بقراط آب را جوشانده سپس درون این کیسه میریخت و آب را از آن عبور می داد. پارچه می توانست رسوبات ایجاد شده در اثر حرارت را در خود به دام بیندازد.

سال ۱۶۲۷ میلادی بود که جهان شاهد پیشرفت های بیشتری در فناوری فیلتراسیون آب بود. سر فرانسیس بیکن اولین دانشمندی بود که آب شیرین کن را کشف کرد. آزمایشات و مطالعات وی به این نتیجه رسید که اگر آب دریا از طریق شن و ماسه نفوذ کند ، نمک حذف می شود. تلاش های وی برای شیرین سازی آب موفقیت آمیز نبود ، اما زمینه را برای تحقیقات بیشتر در این زمینه فراهم کرد.

هنر تصفیه برای انسان های اولیه شناخته شده بود ، آنها با کندن یک گودال و پاشیدن شن و ماسه در حاشیه رودخانه تا عمق زیر سطح آب رودخانه ، آب زلال رودخانه را دریافت می کردند. آب صافی که توسط شن و ماسه فیلتر می شد به داخل گودال می ریخت همین فرآیند در مقیاس بزرگتر در حال حاضر برای تصفیه آب برای شهرها استفاده می شود.

فیلتراسیون

اهداف اصلی فیلتراسیون

جداسازی مواد معدنی مانند طلا کاربرد اساسی فیلتراسیون در جهان بوده است. از طرف دیگر تصفیه فاضلاب نمونه ای از هدف دوم است. هر چند لزوماً به این معنی نیست که فیلتراسیون فقط برای جداسازی مایعات به کار می رود. از فیلتراسیون برای جداسازی گازها نیز استفاده می شود.

انواع فیلتر هواساز چگونه دسته‌بندی می‌شوند؟

فیلترهای هواساز بر اساس روش فیلتراسیون، جنس ساخت و راندمان به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌بندی به ما کمک می‌کند تا بدانیم هر فیلتر برای چه کاربردی مناسب‌تر است.

۱. دسته‌بندی بر اساس روش فیلتراسیون

فیلترهای ثقلی: ساده‌ترین و قدیمی‌ترین نوع فیلتر که ذرات را با کمک نیروی جاذبه جدا می‌کند.

فیلترهای فشاری (Pressure Filters): با فشار هوا یا مایع عمل کرده و راندمان بالاتری نسبت به فیلترهای ثقلی دارند.

فیلترهای خلاء: با ایجاد خلأ و مکش، ذرات ریز را جذب می‌کنند و در صنایع خاص کاربرد دارند.

۲. دسته‌بندی بر اساس راندمان و استاندارد

پیش فیلترها (G2، G3، G4): برای جداسازی ذرات درشت مانند گردوغبار.

فیلترهای با راندمان متوسط: مناسب برای فضاهای اداری و مسکونی.

فیلتر هپا (HEPA): با راندمان بسیار بالا برای حذف ذرات تا ۰.۳ میکرون؛ کاربرد در بیمارستان‌ها.

فیلتر اولپا (ULPA): دقت بالاتر از هپا، برای اتاق‌های تمیز (Clean Room).

۳. دسته‌بندی بر اساس جنس ساخت

فیلترهای فلزی (قابل شستشو): عمر طولانی، مناسب برای ذرات درشت.

فیلترهای کفی چین‌خورده: اقتصادی و رایج در بیشتر هواسازها.

فیلترهای کربن فعال: مخصوص جذب بو و گازهای شیمیایی.

نکته مهم

هرچه اندازه منافذ فیلتر کوچک‌تر باشد، راندمان بالاتر است، اما در مقابل افت فشار سیستم هم بیشتر خواهد شد. بنابراین انتخاب درست فیلتر باید بر اساس نیاز محیط، راندمان مورد انتظار و هزینه نگهداری انجام گیرد

تکنیک های فیلتراسیون

مزایا و معایب انواع فیلتر هواساز

مزایای فیلترهای هواساز

بهبود کیفیت هوا: استفاده از فیلترهای هواساز باعث حذف ذرات گردوغبار، آلودگی و آلرژن‌ها می‌شود.

تنوع بالا: انواع فیلتر هواساز (فلزی، کفی چین‌خورده، هپا، اولپا و کربن فعال) متناسب با نیازهای مختلف از ساختمان مسکونی تا بیمارستان در دسترس هستند.

افزایش راندمان سیستم تهویه: فیلتر مناسب باعث کاهش آلودگی کویل‌ها و افزایش عمر دستگاه هواساز می‌شود.

مقرون‌به‌صرفه بودن برخی مدل‌ها: فیلترهای فلزی و کفی چین‌خورده قیمت مناسبی دارند و به راحتی تعویض یا شستشو می‌شوند.

قابلیت فیلتراسیون دقیق: فیلترهای پیشرفته مثل هپا و اولپا قادر به حذف ذرات بسیار ریز تا ۰.۳ میکرون و حتی کمتر هستند.

معایب فیلترهای هواساز

هزینه نگهداری بالا در فیلترهای پیشرفته: فیلترهای هپا و اولپا غیرقابل شستشو هستند و تعویض دوره‌ای آنها هزینه‌بر است.

افت فشار سیستم: هرچه راندمان فیلتر بالاتر باشد، مقاومت بیشتری در برابر عبور هوا ایجاد می‌کند و ممکن است باعث کاهش بازدهی هواساز شود.

شکنندگی بعضی مدل‌ها: فیلترهای شیشه‌ای و غشایی حساس هستند و به‌سرعت آسیب می‌بینند.

نیاز به تعویض منظم: در محیط‌های آلوده، گرفتگی سریع‌تر رخ می‌دهد و اگر به‌موقع تعویض نشوند، عملکرد سیستم کاهش پیدا می‌کند.

محدودیت کاربری: برخی فیلترها (مثل فیلتر فلزی) تنها برای ذرات درشت مناسب‌اند و توانایی حذف ذرات ریز و میکروبی را ندارند.

فیلتراسیون در سیستم‌های تهویه مطبوع

هوای ورودی به سیستم‌های تهویه مطبوع همیشه حاوی ذرات معلق با اندازه‌های متفاوت است؛ از گردوغبار قابل مشاهده در نور خورشید گرفته تا ذرات میکروسکوپی و آلاینده‌های ریزتر. اگر این ذرات فیلتر نشوند، هم کیفیت هوای محیط کاهش پیدا می‌کند و هم راندمان دستگاه هواساز پایین می‌آید.

به همین دلیل در طراحی و اجرای هواسازها معمولاً از چندین لایه فیلتر استفاده می‌شود. ترکیب انواع فیلتر هواساز (مانند فیلتر فلزی، کفی چین‌خورده، هپا و اولپا) باعث می‌شود ذرات درشت و ریز به‌صورت مرحله‌ای حذف شوند و هوای خروجی بیشترین سطح پاکیزگی را داشته باشد.

تقسیم‌بندی فیلترهای هواساز بر اساس راندمان

عملکرد فیلترها معمولاً بر اساس راندمان و توانایی آنها در حذف ذرات طبقه‌بندی می‌شود. این طبقه‌بندی شامل موارد زیر است:

فیلترهای پیش‌فیلتر (G2 تا G4): برای جذب ذرات درشت و گردوغبار

فیلترهای راندمان متوسط: مناسب برای محیط‌های اداری و مسکونی

فیلترهای هپا (HEPA): با راندمان بسیار بالا برای حذف ذرات میکروسکوپی تا ۰.۳ میکرون

فیلترهای اولپا (ULPA): دقت بالاتر از هپا، مورد استفاده در اتاق‌های تمیز و صنایع حساس

تقسیم-بندی-فیلتراسیون-بر-اساس-بازدهی
نمودار-تقسیم-بندی-فیلتر-ها
جدول1

انواع فیلتر هواساز

فیلترهای تمام فلزی

فیلترهاي تمام فلزي قابل شستشـو می باشند و عموماً به عنوان پیش فیلتر در اولین ردیف فیلتراسیون در هواسازها نصب می گردند، بستر فیلتر از توري هاي مختلف با چشـمه هاي متفاوت، چین خورده و تخت (از شبکه هاي درشت به ریز) تشکیل شده است تا ذرات درشت و معلق در هوا را (از50 میکرون به بالا) به صورت مطلوب جذب نماید.

جدول2

مشخصات فنی

  • اولین بستر فیلتر در تهویه مطبوع
  • راندمان: G2 مطابق با استاندارد 2012: EN779
  • تمام فلزي (گالوانیزه، آلومینیوم، استنلس استیل و…)
  • افت فشار کم، عمر طولانی، قابلیت شستشو
جدول-3

فیلترهای کفی چین خورده اولیه

فیلترهاي کفی چین خورده G4 فیلترهاي یکبارمصرف با مدیاي سنتتیک و به عنوان پیش فیلتر در هواسازها به کار    می روند. مدیاي فیلتر با توري نگهدارنده ي مخصوص به صورت V شکل چین خورده و در قاب هاي مقوایی یا فلزي جاي می گیرد، سطح مدیای چین خورده در قاب هاي مقوایی بیش از 75 %و در قاب هاي فلـزي بیش از 98 % از جریان هواي عبوري را از خود عبور می دهد.

فیلتر-های-کفی-چین-خورده-اولیه

 مشخصات فنی

  • پیش فیلتر در فیلترهاي با راندمان بالاتر و یا به عنوان فیلتر اصلی
  • راندمان G3 و G4 مطابق با استاندارد 2012 : EN779
  • با فریم هاي مقوایی، گالوانیزه، آلومینیوم، استنلس استیل
مشخصات-فنی-فیلتر-کفی-چین-خورده-اولیه

ادامه ی این مبحث در مقاله ی بعدی ارائه خواهد شد.