Что такое воздушные фильтры, где и как они применяются?

Воздушные фильтры

Воздушные фильтры — это устройства, используемые для сведения к минимуму или удаления нежелательных частиц из воздуха. Это может быть воздух, протекающий в системе вентиляции, или воздух, движущийся через открытое внутреннее пространство. Промышленные системы фильтрации воздуха улучшают качество воздуха в помещениях и продлевают срок службы машин, двигателей и оборудования.

Воздушные фильтры можно использовать везде, где требуется очистка воздуха. Поскольку загрязнение воздуха можно найти практически повсюду, воздушные фильтры пользуются довольно большим спросом. Фильтры применяются на самых разных производствах: при очистке сточных вод, производстве нефти и газа, бумаги и пластика, удобрений, в авиакосмической промышленности, фармацевтическом производстве и многом другом.

В этих отраслях производители полагаются на воздушные фильтры. Однако воздушные фильтры также важны для использования в доме и вокруг него, например, в печах, пылесосах, кондиционерах и увлажнителях.

Особенно полезно использование воздушных фильтров в домашних условиях, в которых есть домашние животные или чрезмерное количество плесени, грибка и пыли, вызывающих аллергические симптомы. Воздушные фильтры помогают очищать воздух и удалять эти вызывающие аллергию частицы, позволяя домовладельцам и их семьям легче дышать.

Включение фильтров в систему кровообращения особенно важно для людей, склонных к астме или людей с затрудненным дыханием. Кроме того, в медицине фильтры могут использоваться для удаления бактериальных и вирусных микробов и инфекций, которые переносятся через молекулы воздуха.

История появления воздушных фильтров

Концепция воздушных фильтров зародилась в 16 веке, когда рабочие начали носить защитные воздушные респираторы над носом и ртом, чтобы предотвратить вдыхание вредных паров, паров, газов или частиц пыли. На протяжении 1700-1918 годов такие инженеры, как Александр фон Гумбольдт и Льюис П. Хаслетт, работали над респираторами с очисткой воздуха. Изобретение Хаслетта, названное «Легочным протектором», фильтрует пыль с помощью увлажненной шерсти и одностороннего клапана с заслонкой.

В конце 1940-х годов Химическая корпорация армии США и Комиссия по атомной энергии США вместе разработали первый фильтр HEPA (высокоэффективный воздушный фильтр для твердых частиц). Сначала его назвали «коллективные защитные фильтры», они разработали фильтры HEPA для защиты от радиоактивных химических агентов.

После окончания Второй мировой войны правительство США рассекретило технологию фильтрации HEPA и производители начали производить ее для бытового и коммерческого использования. В то время как первые фильтры HEPA были сделаны из компонентов асбеста, к концу 50-х годов от этого ингредиента отказались, поскольку он опасен для здоровья.

В 1960-х годах, получив жалобы на дефектные фильтры, Комиссия по атомной энергии ввела проверку качества. В 1963 году немецкий инженер-механик Клаус Хаммес вместе со своим братом Манфредом разработали первый фильтр чистого воздуха для бытовых духовок.

Фильтры состояли из фильтрующей прокладки и магнитов, которые позволяли пользователям прикреплять ее к выпускному отверстию для воздуха. Он улавливал пыль в холодном воздухе при входе в духовку и нагревании, уменьшая «скопление черной пыли» на стенках печи.

По мере того как потребители начали замечать, что использование фильтров также снижает их аллергию и астму, популярность системы Hammes росла. После этого компания Hammes разработала аналогичные системы фильтрации для другого отопительного оборудования, такого как радиаторы и системы воздушного отопления и охлаждения.

В последующие десятилетия инженеры продолжали находить новые фильтрующие материалы. Чем больше исследователи узнают о вредных частицах и веществах, которые существуют в воздухе, тем больше воздушных фильтров играет важную роль в долгосрочном здоровье общества. Сегодня воздушные фильтры предлагают широкий диапазон уровней фильтрации для бесчисленных сред.

Состав и назначение воздушных фильтров

Производители воздушных фильтров производят свою продукцию из самых разных материалов. К ним относятся ткани, бумага, металл, пластик и альтернативы, такие как древесный уголь.

Выбор того, какие они используются, полностью зависит от предназначения воздушного фильтра. Например, ткани выбираются для использования с твердыми частицами, проходящими через газ. Часто тканевые фильтры, такие как фильтровальные мешки, используются снова и снова.

Бумага, с другой стороны, выбирается, когда клиентам требуется вариант одноразового фильтра. Между тем, такие металлы, как нержавеющая сталь, могут использоваться в качестве фильтрующих сеток для более тяжелых условий фильтрации.

Пластмассы используются в электростатических фильтрах для создания естественного статического заряда от трения, которое притягивает частицы пыли.

Наконец, производители выбирают фильтрующие материалы, такие как активированный уголь или древесный уголь, для работы с водой. Углеродный элемент вызывает химические реакции внутри самого фильтра, притягивая и удаляя вредные элементы из воздуха.

При определении наиболее подходящего типа фильтра для любого конкретного применения производители учитывают ряд факторов, связанных с применением.

К ним относятся: требуемая эффективность фильтрации (определяется размером волокон фильтра, плотностью волокон в фильтре и скоростью воздуха, проходящего через фильтр), размером и плотностью улавливаемых частиц, возможно клей, а также доступное пространство и ограничения мощности.

Обратите внимание, что плотные фильтры улавливают больше частиц и, следовательно, обеспечивают более высокий уровень очистки воздуха, но также требуют большей мощности, чтобы пропускать воздух через фильтр.

Большинство производителей предлагают вам индивидуальные параметры, в том числе связанные с длиной фильтра, толщиной фильтра, шириной фильтра и формой рамки.

Типы воздушных фильтров

Обычно системы фильтрации воздуха делятся на две категории: электрические и механические. Однако существует множество других типов систем фильтрации воздуха, которые предлагают определенные функции.

Стекловолоконный фильтр с плоскими панелями

Эти фильтры имеют средний уровень эффективности с рейтингом от 1 до 4. Прочный металлический корпус защищает фильтр от поломки. Эти фильтры подходят для улавливания крупных элементов, переносимых по воздуху, но не мелких элементов, таких как пыль или бактерии.

Гофрированный фильтр

Одноразовые гофрированные фильтры из полиэстера могут улавливать как мелкие, так и большие элементы, и благодаря этой функциональности они имеют рейтинг от 7 до 13. Такой высокий уровень эффективности делает гофрированные фильтры идеальным выбором для домашнего и коммерческого использования. Они очень близки к уровню эффективности фильтров HEPA, но доступны по более низким ценам.

Фильтр HVAC

Высокоэффективные улавливатели твердых частиц/воздушные фильтры — это устройства с рейтингом эффективности от 14 до 16. Они обеспечивают более высокое сопротивление воздушному потоку и поддерживают бесшумную работу. Фильтры HVAC широко используются в бытовых или коммерческих системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).

HEPA фильтр

HEPA-фильтры обеспечивают лучшее качество воздуха. Согласно отраслевым стандартам, они могут удалить 99,97% всех элементов из воздуха в помещении. Эти устройства имеют рейтинг эффективности от 17 до 20. Фильтры HEPA часто устанавливаются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, больничных операционных и фармацевтических учреждениях, где они в основном удаляют аллергены и другие раздражители из воздуха.

ULPA фильтр

Фильтр ULPA (сверхнизкий уровень твердых частиц в воздухе) похож на фильтр HEPA. Он также очень эффективен с точной фильтрацией. Разновидности фильтров ULPA используются для устранения аллергенов и соблюдения строгих требований к качеству воздуха.

Встроенный фильтр

Встроенные фильтры или линейные фильтры прикрепляются к уже существующим воздуховодам или трубкам для удаления примесей и жидкостей из воздушного потока.

Мембранный фильтр

В мембранных фильтрах используются тонкие микропористые пленки для улавливания или удержания твердых частиц из источника воздуха, проходящего через них.

Фильтр воздушного компрессора

Фильтры воздушного компрессора или фильтры сжатого воздуха удаляют воду, масло, пыль, пары и другие загрязнения из источника сжатого воздуха.

Электростатический фильтр

Электростатические фильтры обеспечивают почти постоянное фильтрование. Более того, для максимальной эффективности им не требуется источник питания.

Фильтры для печей

Печные фильтры — это очистители воздуха, устанавливаемые как в коммерческих, так и в жилых печах для улавливания пыли, грязи, спор плесени, перхоти домашних животных и других потенциальных аллергенов. Эти фильтры легко установить и заменить.

Угольный воздушный фильтр

Угольные воздушные фильтры — это специальные фильтры, используемые для удаления других загрязняющих веществ, таких как газы и запахи, из воздушных потоков.

Выхлопной фильтр

Оборудование для фильтрации выхлопных газов используется для удаления сажи или других твердых частиц из выхлопных газов транспортных средств до их выхода в атмосферу.

Воздушный фильтр салона

Воздушные фильтры салона — это тип фильтров из гофрированной бумаги, используемых в транспортных средствах. Для работы автопроизводители размещают их в воздухозаборниках за пределами салона.

Виды фильтров и очистки

Масляный фильтр

Масляные фильтры, как следует из их названия, предназначены для удаления загрязнений из масла в машинах, особенно гидравлических. Примеры включают моторное масло, трансмиссионное масло, гидравлическое масло и смазочное масло.

Термодинамическая стерилизация

Эти устройства используют тепло до 200 градусов по Цельсию для стерилизации воздушного потока. С помощью этого метода можно уничтожить около 99% организмов, таких как бактерии, аллергены, плесень и грибок. Поскольку устройства термодинамической стерилизации не улавливают и не удаляют твердые частицы или газообразные элементы, эти устройства обычно обозначаются как очистители воздуха, а не как воздушные фильтры. Термодинамическая стерилизация безопасна и подходит для домов и офисов, где обычно нет вредных газов.

УФ бактерицидная техника

Ультрафиолетовое бактерицидное облучение (UVGI) использует ультрафиолетовые лучи для удаления загрязняющих веществ из выхлопного потока. В приборе есть УФ-лампа и вентилятор, который направляет воздух к лампе, которая обрабатывает струю. После этого фильтр улавливает и удаляет мертвые бактерии из воздушного потока.

Электронный воздухоочиститель

В этой технологии фильтрации используется усовершенствованная электронная среда для удаления загрязняющих веществ из окружающей среды или воздушного потока. Эти воздухоочистители относятся как к механическим, так и к электронным фильтрам.

Устройства преобразуют переменный ток в постоянный, чтобы создать поляризованное поле, в котором частицы в воздушном потоке поляризованы и улавливаются волоконной подушечкой. С помощью этих систем можно улавливать и удалять даже самые тонкие частицы загрязнений. Кроме того, эти процессы помогают химическим предприятиям создавать воздухопроницаемую и безопасную среду без запаха.

Фотокаталитический окислительный фильтр

Фильтрация PCO — это новый метод, который, помимо фильтрации воздушного потока, также может помочь ресурсам управления зданием значительно сэкономить на потреблении электроэнергии за счет ограничения попадания некондиционированного воздуха в воздуховод и в окружающую среду.

Ионизатор

Воздушные фильтры, работающие по этой технологии, ионизируют частицы в воздушном потоке, которые затем улавливаются электродом, который представляет собой отрицательно заряженную пластину. Это безопасный и надежный метод для промышленных и экологических сценариев.

Преимущества воздушных фильтров

Системы фильтрации воздуха также стали почти необходимостью для всех современных производителей из-за растущего уровня загрязнения окружающей среды. Кроме того, они помогают производителям и другим предприятиям контролировать уровень выбросов и достигать своих целей по контролю за загрязнением, установленных EPA.

Помимо этого, они имеют много преимуществ перед другими методами очистки. Во-первых, они очень эффективны. Во-вторых, они невероятно просты и удобны в обслуживании. Еще одно большое преимущество воздушных фильтров заключается в том, что они не только удаляют из воздуха вредные частицы, но и уменьшают запах в воздухе. Наконец, они недорогие и невероятно универсальные.

Аксессуары для воздушных фильтров включают такие продукты, как переходные фланцы, комплекты оборудования, крышки клапанов, вентиляционные трубки фильтра и переходники вентиляционного шланга. Узнайте, какие продукты могут работать с вашим фильтром, поговорив со своим поставщиком.

Обзор фильтров для отопления: конструкция, виды и установка

Доступный, легкий в установке и нетребовательный в обслуживании фильтр для отопления улучшает функционал всей системы, существенно увеличивает безаварийный период эксплуатации, уменьшает расходы, сопутствующие обогреву жилья.

Зачем нужны фильтры для системы отопления?

В качестве теплоносителя используется либо чистая вода, ибо имеющая химические присадки. Жидкая среда становится причиной коррозии металлических компонентов тепловых трасс – разводок, арматуры, радиаторов. Частички ржавчины попадают в поток, циркулируя вместе с теплоносителем. В зонах узких проходов, изменения направления, неровностей неизбежно образуются пробки – скопления мелких загрязнителей.

В результате можно заметить неравномерный нагрев радиаторов, из-за неполноценного обмена среды приходится увеличивать мощность котла. Мигрирующая грязь негативно сказывается на работе центробежного насоса, приводит к выходу его из строя. Также опасны засоры, возникающие в теплообменнике котла.

Фильтрующие устройства представляют собой точки сбора, задерживающие грязь и мусор, позволяющие оперативно и без дополнительных материальных затрат вывести из теплоносителя все инородные компоненты. Преимущества применения рассматриваемых узлов:

• защита дорогостоящего котла и насоса от преждевременного износа,
• исключение необходимости в частой замене теплоносителя,
• избавление от процедуры промывки системы,
• обеспечение максимальной теплоотдачи радиаторов,
• уменьшение гидравлического сопротивления в регулировочной арматуре, фитингах, трубах, соединительных узлах.

В результате рационализируется работа насоса и котла, снижается их энергопотребление.

Конструктивные особенности оборудования

В фильтрах для системы отопления применяются следующие методы отделения примесей:

• устройства-отстойники базируются на гравитационных силах – при уменьшении скорости потока наблюдается оседание твердых частиц,
• в сетчатых вариациях вода проходит через ячейки заданного размера. Все, что крупнее этих отверстий, остается в фильтре,
• в магнитных моделях действующий элемент притягивает к себе металлическую окалину и аналогичные по составу частицы.

Самые простые грязевики-отстойники представляют собой цилиндрический корпус с двумя патрубками, снизу находится фланцевая заглушка. В полости находятся перемычки, которые меняют направление потока воды. Магнитные модели уменьшают интенсивность образования накипи на внутренних поверхностях.

Современные фильтры для очистки воды в системе отопления сочетают в себе 2 или все принципы обработки среды.

Разновидности фильтров для системы отопления

Самой обширной классификацией является выделение двух категорий:

1. Фильтры грубой очистки, грязевики, используют сетку для сбора твердых включений, диаметр которых превышает 300 мкм.
2. Модели тонкой очистки способны задерживать взвеси в пределах 5-300 мкм.

На фото фильтр тонкой очистки для системы отопления

Вторые очень редко применяются в отопительных коммуникациях, они более соответствуют пищевым и бытовым нуждам. Поэтому целесообразно рассмотрение 4 видов грязевиков, распространенных в частном секторе.

Латунные сетчатые косые устройства

Они оптимальны для локальных схем обогрева, обладают простой конструкцией. Изделия оснащаются резьбовыми муфтовыми соединениями, представленными в вариативном размерном ряду, что расширяет возможности их использования.

Монолитный литой корпус из латуни состоит из объединения двух цилиндров – горизонтального и расположенного под наклоном к нему. Оба конца оснащены резьбовыми монтажными муфтами. На конце косого цилиндра присутствует латунная шестигранная пробка, уплотненная тефлоновой прокладкой. В зоне наклона располагается стальная сетка. Перед такой модификацией внедряется отсечной кран, облегчающий профилактические работы и промывку.

Для прочистки необходимо перекрыть подачу теплоносителя, подставить емкость для сбора жидкости и грязи, выкрутить пробку с помощью гаечного ключа и вынуть сетку. Последнюю обрабатывают полимерной щеткой под сильным напором воды.

Чугунные косые магнитные модели

Их устройство аналогично предыдущей вариации, отличия заключаются в материале – пробка и корпус выполнены из чугуна. Фильтрующая сетка такая же стальная, ее применяют с паронитовой прокладкой.

На фото фильтр сетчатый магнитный чугунный ФМФч Ду 50

Блок фильтрации дополнен стойкой, на которой установлены дискообразные магниты с соблюдением заданного интервала, они не подвержены воздействию коррозии. Благодаря этому жесткому включению обеспечивается двусторонняя фильтрация: в сетке остаются механические примеси, окалина и металлические частицы улавливаются магнитным блоком. Обеспечивается высокое качество обработки теплоносителя.

Порядок монтажа и обслуживания полностью соответствует латунным вариациям с одним дополнением – магнитные диски также нуждаются в промывке.

Фланцевые магнитные фильтры для системы отопления

Модификация во многом схожа с предыдущим вариантом, но она крупнее по размерам и предназначена для обслуживания трубопроводов большего диаметра. Резьбовая пробка в данном случае заменена фланцевой заглушкой, иногда здесь предусмотрено закупоренное сливное отверстие, позволяющее сливать жидкость с грязью, не разбирая всю заглушку.

При выборе и установке подобных изделий необходимо принимать во внимание монтажные и эксплуатационные показатели длины и высоты, а также предусмотреть место для выемки заглушки, извлечения магнитного блока, сетки.

Абонентские грязеуловители

Могут иметь горизонтальное или вертикальное исполнение, последние более распространены. Устройства обладают впечатляющим эксплуатационным ресурсом, радуют легкостью использования. Благодаря большому внутреннему объему значительно сокращается регулярность профилактического обслуживания.

Корпус цилиндрической формы выполняется из стальной трубы. С обеих сторон присутствуют патрубки с фланцем. Проходящий теплоноситель подвергается двум ступеням очистки: мелкие взвеси задерживаются сеткой, до этого крупные частицы осаждаются под действием центробежных и гравитационных сил. Надежная и простая конструкция, доступная стоимость способствуют широкому распространению абонентских фильтров в автономных системах отопления.

На профильном рынке присутствуют самопромывные грязевики, дополненные воздухоотводчиком, – в них отделяются и выводятся растворенные газы.

Установка фильтра в систему отопления

Трубопроводы среднего и малого диаметра (именно их принято использовать при обустройстве автономного теплоснабжения) оснащаются муфтовыми фильтрами. Такие изделия имеют с обеих сторон зоны с резьбой. На корпусе имеются шестигранники, используемые для заведения ключа при сборке или демонтаже – рожкового, газового, разводного.

Способы установки фильтра в систему

Если эксплуатируются трубы большого диаметра, здесь подразумевается фланцевое соединение с применением уплотнительного кольца, которое обтягивается болтами. Монтаж достаточно трудоемкий, но снять этот компонент легко – не придется разбирать целый участок разводки.

Фильтры, устанавливаемые «наглухо», имеют с обеих сторон патрубки с фаской, предназначенной для выполнения сварного шва. Они имеют несъемное исполнение, встречаются все реже ввиду непрактичности и сложности замены.

Особенности обслуживания и очистки

Самопромывные фильтры имеют в нижней части специальный кран: чтобы вывести из устройства скопившуюся грязь, достаточно повернуть рычаг. Попутно потоком воды очищается и фильтрующая сетка.

Более качественная промывка обеспечивается с помощью обводного байпаса, оснащенного вентилем – его нужно предусмотреть еще на этапе монтажа фильтра. Здесь облуживание сводится к перенаправлению потока теплоносителя с обратной стороны. В этом случае можно успешно освободить ячейки сетки даже от плотно засевших твердых включений. Далее загрязнения выводятся через дренажный кран.

Очень удобны в использовании промывные модели. На данном участке системы отключается подача жидкости, с устройства снимается фланцевая заглушка либо пробка, вынимается фильтрующий компонент. После промывки последнего устройство собирают в обратном порядке.

Наконец, непромывные грязевики нуждаются в полном демонтаже, поэтому их крайне редко используют в автономных сетях обогрева. Здесь обслуживание основывается на фактическом выводе устройства из схемы.