فیلتر هپا HEPA

فیلتر هپا ( HEPA )

فیلتر هپا High Efficiency Particulate Air Filter نوعی فیلتر جهت حذف ذرات معلق هواست. این فیلتر ها کاربرد های زیادی در تجهیزات پزشکی ، صنایع خودرویی ، هوایی و … داشته و ذرات بزرگتر از 0.3 میکرومتر را از هوا حذف و تصفیه می کند. فیلتر هپا ( فیلتر HEPA ) از یک سری الیاف در هم پیچیده از جنس پشم شیشه تشکیل شده که دارای قطر حدود 0.5 تا 2 میکرومتر می باشند. عوامل موثر بر عملکرد این نوع ضخامت فیلتر، قطر فیبر ها و سرعت عبور هواست . فرض بر آن است که ذرات هوا به ترتیب از بزرگتر به کوچک تر پس از عبور از هر مرحله فیلتر تصفیه شوند.

وقتی صحبت از ذرات میکرونی می شود ، از صافی بازده بالا HEPA اسم برده می شود. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که بدون استفاده از این نوع فیلتر ها در مسیر هوا ، تمیزی مطلوبی در اتاق تمیز حاصل نمی شود. به دلیل اهمیت مساله آلودگی و غبار ، استفاده از صافی های با بازده کم به منظور صرفه جویی ، مجاز نیست.

ویژگی ها و ساختار فیلتر هپا

ساختار فیلتر های هپا به این شکل است که از فیبر های مخصوصی که شامل تعداد بسیار زیادی سوراخ های بسیار ریز هستند و در غشاهای آکاردئونی شکل قرار داده شده اند، تشکیل شده است. طبیعت این فیلتر ها به گونه ای است که حجم زیادی از هوا با سرعت پایین می تواند از آن عبور کند . فیلتر ها متشکل از دو بخش مکنده و دمنده هوا هستند که در قسمت سقف و کف اتاق تمیز یا در طرفین اتاق قرار داده می شوند و به طور دائم و یکنواخت هوای اتاق تمیز را تهویه می کنند.

فیلتر هپا از در هم تنیده شدن نامنظم و کاملا تصادفی الیاف های فایبر گلاس ، پوشال و یا حصیر و فشردن آن ها ساخته می شوند. قطر الیاف های فوق بین نیم تا دو میکرون می باشد. سه عامل اصلی در جذب ذرات توسط فیلتر هپا به شرح زیر است :

1. قطر الیاف تشکیل دهنده فیلتر
2. ضخامت کلی فیلتر
3. سرعت عبور هوا از سطح فیلتر

فضای باز میان الیاف های تشکیل دهنده هپا تا 0.3 میکرون است. برخلاف تصور عامیانه عملکرد جذب ذرات توسط فیلتر هپا مانند الک کردن نیست. در فیلتر های هپا ذرات سوار بر شعاعی از جریان هوا در لابه لای لایه های آن گیزر می کنند و شعاع جریان هوا با انعطاف خود در میان شبکه فیلتر عبور می کند. بر خلاف فیلتر های پرده ای Membrane که مانند یک الک در مقابل جریان هوا مانع عبور ذرات آلاینده تا قطر معینی هستند. فیلتر هپا توان جذب ذرات با اندازه های بسیار ریز و درشت را در لایه های مختلف خود داراست و خیلی دیرتر مسدود شده و مانع عبور جریان هوای سالم نمی گردد. هدف استفاده از فیلتر هپا جذب ذرات فوق العاده ریز آلاینده است و طراحی آن به نوعی است که با سه روش هم زمان به این هدف دست می یابد.

جلوگیری از عبور ذرات

ذراتی که بر روی شعاع مستقیم جریان هوا حرکت می کنند با برخورد به تقاطع الیاف ها به آن ها گیر کرده و می چسبند سپس شعاع هوا با تغییر مسیر از مانع عبور و از فیلتر خارج می شوند. ( ذرات 1 تا 100 نانومتر)

گیر افتادن ذرات به علت تراکم بافت الیافی

ذرات معلق با برخورد به بافت متراکم فیلتر در آن جاگیر می شوند و جریان هوا با حرکت منحنی از راه های باز میان فیلتر عبور می کنند. تاثیر این مکانیزم با پخش شدن الیاف کاهش و با سرعت جریان هوا افزایش می یابد.

انتشار

در این مکانیزم نتیجه عملکرد فیلتر به طرز چشمگیری افزایش می یابد. در اثر تصادم مولکول های گازی با ذرات معلق بسیار کوچک ( کمتر از 0.1 میکرون ) جهت حرکت ذرات معلق در داخل فیلتر تغییر کرده و سرعت آن نیز کاهش می یابد و همین تاخیر باعث بالا رفتن احتمال توقف و گیر کردن ذره معلق در درون فیلتر می شود. این روش در جذب ذرات با قطر کمتر از 0.1 میکرون روش برتر می باشد. همانطور که دو روش تراکم و مسدود کردن در جذب ذرات بالاتر از 4 میکرون موثر می باشند. ذرات بین این دو اندازه بیشترین نفوذ را در فیلتر می کنند ( 0.3 میکرون) که تواما توسط هر سه عامل به کمک هم در فیلتر گیر می افتند.

موقعیت فیلتر هپا در جریان های مختلف اتاق تمیز

جریان تصادفی

در این نوع طراحی فیلتر HEPA به صورت تصادفی در کلیه قسمت های اتاق تمیز قرار گرفته و هوای تمیز را به داخل اتاق منتقل می کند. جریان هوای تصادفی معمولا بالاتر از کلاس 1000 می باشد.

جریان هوا به صورت لایه های موازی و افقی

جریان هوا به صورت لایه های موازی از فیلتر HEPA خارج شده و به صورت افقی و مداوم از یک طرف به طرف دیگر هدایت می شود.

جریان هوا به صورت لایه های موازی و عمودی

جریان هوا از فیلتر HEPA که در سقف اتاق تمیز تعبیه شده است به صورت مداوم خارج و از دریچه های خروجی که معمولا در قسمت های پایین دیوار ها نصب شده اند خارج می شود. جریان عمودی هوا امکان کار روی سطح افقی را فراهم می کند.

فیلتر ULPA در اتاق تمیز

فیلتر اولپا Ultra Low Penetration Air فیلتری است که دارای راندمان بیشتری نسبت به فیلتر هپا بوده و بر اساس آزمایش های انجام شده بر روی این فیلتر بازدهی آن معادل 99.99 درصد است. این فیلتر ها قدرت جذب ذرات تا 0.12 میکرون را دارا می باشند. فیلتر ها قدرت جذب ذرات تا 0.12 میکرون را دارا می باشند . فیلتر های بازده بسیار بالا با بازده 99.99% تا 99.9999% برای ذرات 0.3 میکرون و بالاتر موجود در هواست.

جهت آشنایی با فرآیند فیلتراسیون اتاق تمیز اینجا را کلیک کنید!