Hava filtrelerinin yapısı ve verimleri

Kullanım amacına göre hava filtreleri cam elyafı, sentetik elyaf, keçe, selüloz lifleri, asbest, biyolojik enzim, karbon ve benzeri malzemelerden imal edilir.

Sentetik esnek yığın lifli, yüksek katmanlı yapı oluşturan bir alev geciktirici madde ile birbirine bağlanmış %100 dokumasız polyester elyaflarından oluşan filtre malzemeleri, sentetik elyaf veya polyester elyafı olarak isimlendirilir. Kuru tip ve yapışkan madde kaplı tip olmak üzere ikiye ayrılır.

Kuru tip filtrelerde, filtre malzemesi olarak cam yünü, selüloz lifleri, yün keçe, asbest ve sentetik elyaflar gibi malzemeler kullanılır. Cam elyaf  filtre  malzemesi, sık dokulu cam elyaf katmanlarıya yoğunlaştırılmış  olup  yüksek  yakalama yeteneğine sahiptir. Filtrenin hava tarafındaki kısmı malzemeyi destekleyerek son filtreleme kademesini oluşturur. Cam elyaf malzemenin tümü, boya tutucu elyaflar hariç olmak üzere, zehirsiz, yanmaz, kokusuz birleştirici ile işlenir.
 
Yapışkan madde kaplı elyaflı filtreler, levha şeklindeki kaba liflerin seyrek aralıklarla sıkıştırılmasıyla elde edilen yassı plakalar halinde imal edilir. Filtre medyaları yağ ve benzeri bir madde ile kaplanır. Bu madde tozların lif yüzeyine yapışmasını sağlar. Bu filtrelerdeki hava geçiş hızının 1,25 m/sn ile 3,5 m/sn arasında olması uygun görülmektedir. Bu filtreler düşük basınç kaybıyla kaba tozlara karşı yüksek verim sağlar. Atmosferik hava tozları için çoğunlukla yeterli filtrelemeyi yapamazlar. Genellikle yüksek verimli filtrelerden önce kaba filtreleme maksadıyla kullanılır. Filtre medyası olarak 15 mikron ile 60 mikron çapında cam yünü, nebatat elyafları, sentetik elyaflar, metal talaşlı elyaflar, perfore metal levhalar ve folyolar, örgülü tel, açık gözenekli sentetik süngerler, gibi malzemeler kullanılmaktadır.
 
Yapışkan madde kaplı elyaflı tip filtrelerin imalat şekilleri, hava akımına dik, düz levha veya  kıvrıntılı zikzak şeklinde olduğu gibi sıklığı gittikçe artan levha şeklinde de olmaktadır. Filtre elyaflarını levha şeklinde tutmak üzere iki yüzeyine tel örgülü muhafaza ile dış kenarlarını içeren metal çerçeve konulmaktadır.  Kıvrımlı veya zikzaklı bir tel kafes üzerine gergin şekilde tespit edilmiş filtre yorganı uygulamaları da sıklıkla görülmektedir. Zikzak veya kıvrımların uygulanmasının amacı filtre yüzeyini artırarak hava geçiş hızını en aza indirmektir.
 
Biyo filtreler içeriğinde bulunan eko filtre sayesinde havadaki en küçük toz parçalarını tutar. Biyolojik enzim özelliği ile bakteri, mantar ve mikropları etkisiz hale getirir. Biyolojik enzim filtresinde bulunan enzimler ise bakterilerin hücre duvarlarını eriterek yok eder. Biyo filtre, bireysel iklimlendirme cihazlarında tekrarlanan kirlilik sorununu ortadan kaldırmada etkilidir. Biyo filtre, bakterilerin %95'ini yok ederken 0,3 mikrondan küçük toz parçalarının %99'unu yakalar.
 
Karbon medyalar, ince aktif karbon tozlar emdirilmiş dokuma olmayan polyesterden imal edilir. Bu filtre malzemesi davlumbaz, hava yıkayıcılar, ev tipi iklimlendirme cihazları gibi bacasız uygulamalarda veya koku giderilmesi gereken domestik ortamlarda kullanılabilir. Aktif granül karbonlar ise endüstriyel çalışmalar sonucunda oluşan ağır kokuların giderilmesinde kullanılabilir.
 
Hava filtrelerinin seçiminde,  toz tutma  verimi, kullanım  ömrü ve filtre başlangıç direnci kriterleri önemlidir. Filtre test standartları, filtrelerin kullanım amacına uygun olarak seçilmesini ve birbirleriyle mukayese edilebilmesini sağlar. Avrupa standartına göre hava filtreleri, G ve F verimindeki filtre grupları için uygulanan EN 779 standartı ve hepa filtrelerin verimini belirleyen EN 1822 standartı olmak üzere iki ayrı grupta sınıflandırılır.
 
EN 779:2012 standartı G verimindeki kaba filtreleri, ağırlıkça ortalama toz tutuculuk değerlerine göre belirleyip sınıflandırır. Orta ve hassas filtrelerin verimliliği, filtre giriş ve çıkışındaki 0,2 mikron– 3 mikron boyut aralığındaki tanecikler sayılarak ve birbiriyle oranlanarak belirlenir. Sınıflandırma için, testte kullanılan taneciklerin ortalama boyutu olan 0,4 mikron kullanıldığı için F verimindeki filtrelerin verimi 0,4 mikrondaki taneciğin ortalama verimi cinsinden ifade edilir.
 
Yüksek etkinlikte partikül yakalayıcı anlamına gelen hepa filtreler, EN 1822 standartına göre test edilir ve verimleri belirlenir. Hepa filtreler, 0,3 mikrona kadar partikülleri %85 ve üzeri oranlarda havadan arındırabilen filtrelerdir. EN 1822 standartına göre filtrelerin verimi, belirli bir filtre kağıdı için belirli bir hava hızında en düşük verimlilik değerini veren tanecik boyutuna göre belirlenir. Minumm verimi verecek olan tanecik boyutunu en çok geçen tanecik boyutu MPSS - Most Penerating Particle Size olarak isimlendirilir. Filtre kağıdının veriminin belirlenmesinden sonra, filtre verimi öncelikle filtre kasası ve contasıyla birlikte tüm filtre konstrüksiyonu göz önüne alınarak belirlenmelidir.Daha sonra da tüm filtre yüzey alanı taranarak noktasal olarak belirlenmelidir. Verimlilik değeri, elde edilen geçirgenlik değeri kullanılarak hesaplanmalıdır.

Test edilen filtre hareketli aerosol besleme nozülü ve ölçüm uçlarıyla kullanılarak taranmalıdır. Burada belirlenecek birden çok sayıdaki noktasal verimlilik değeri test raporuna eklenecek olan grafiğe işlenmelidir. Hepa filtrenin verimiyle ilgili doğru sınıflandırmayı yapabilmek için noktasal verim ve filtrenin tamamının verimi standartta belirtilmiş değerlere uygun olmalıdır. Hepa filtrelerden daha hassas ve %99,999 oranına sahip olan filtrelere ise ulpa filtre denir. Hepa ve ulpa filtreler, EN 1822 standartına göre imalatları esnasında ve filtre montajı yapıldıktan sonra test edilmelidirler.

Hava filtrelerinin imalatları  ve kullanımları esnasında standartlara göre hassas ölçümlerle test edilerek verimlerinin belirlenmesi yaşam kalitesinin korunması ve yükseltilmesi açısından yüksek önem arzetmektedir.