Filtratie-efficiëntie en drukval zijn twee van de belangrijkste prestatiekenmerken van een luchtfilter.
Efficiëntie beschrijft hoe effectief het filter deeltjes verwijdert. Drukval beschrijft de weerstand die ontstaat als lucht door het filter stroomt.
Deze resultaten moeten samen worden geëvalueerd, maar de relatie is niet zo eenvoudig als “een hoger rendement betekent altijd een hogere drukval.”
Waarom efficiëntie en drukval met elkaar verband houden
Een filter moet in de lucht zwevende deeltjes in contact brengen met vezels of andere verzameloppervlakken. Het verhogen van de vezeldichtheid of het verkleinen van de poriegrootte kan de deeltjesvangst verbeteren, maar het kan ook de luchtstroom beperken.
Echter, filterontwerp biedt andere manieren om de prestaties te verbeteren. Een fabrikant kan het effectieve mediaoppervlak vergroten, optimaliseer de vezelstructuur of verbeter de plooigeometrie om een hogere efficiëntie te bereiken zonder dezelfde toename in weerstand.
Dit is de reden waarom twee filters met dezelfde ISO ePM-classificatie verschillende drukvallen kunnen hebben.
Vijf factoren die het resultaat beïnvloeden
1. Filter-mediastructuur
Vezeldiameter, pakkingsdichtheid, dikte en elektrostatische eigenschappen beïnvloeden zowel de efficiëntie als de weerstand.
Een dicht mechanisch medium en een geladen synthetisch medium kunnen een vergelijkbare initiële efficiëntie bereiken via verschillende vangmechanismen. Hun geconditioneerde prestaties kunnen anders zijn.
2. Effectief mediagebied
Het verhogen van de hoeveelheid media vermindert de gemiddelde snelheid door de media bij dezelfde filterluchtstroom.
Een lagere mediasnelheid kan de drukval verminderen en kan de fractionele efficiëntie veranderen. Het effect hangt af van de deeltjesgrootte en het dominante vangmechanisme.
3. Plooigeometrie
Plooi hoogte, de afstand en de stabiliteit bepalen hoeveel van de geïnstalleerde media effectief wordt gebruikt.
Plooien die te dicht bij elkaar liggen, kunnen de luchtstroom beperken en ongelijkmatige stromingskanalen creëren. Vervormde plooien kunnen het bruikbare mediaoppervlak verkleinen, zelfs als de totale geïnstalleerde hoeveelheid media onveranderd blijft.
4. Luchtstroom testen
De drukval neemt toe naarmate de luchtstroom toeneemt. De fractionele efficiëntie kan ook veranderen met de frontsnelheid en de mediasnelheid.
Efficiëntie en weerstand moeten daarom altijd worden vergeleken bij dezelfde luchtstroom, filtergrootte en testomstandigheden.
Een resultaat gemeten bij een lagere luchtstroom kan niet worden gebruikt alsof het is verkregen bij de nominale luchtstroom van het product.
5. Stof laden
Terwijl stof zich ophoopt, de drukval neemt normaal gesproken toe. De efficiëntie kan ook veranderen als deeltjes zich in of op het filtermedium afzetten.
Het resultaat is afhankelijk van de media, stof, luchtstroom en laadprocedure. Gegevens over de stofbelasting in het laboratorium bieden een gecontroleerde vergelijking, maar ze voorspellen niet direct de exacte levensduur van een filter in elke installatie.
Wat moet worden gemeten?
Voor een volledige productevaluatie, fabrikanten moeten overwegen:
- Fractionele efficiëntie per deeltjesgrootte
- Initiële efficiëntie
- Geconditioneerde efficiëntie waar nodig
- Drukval bij nominale luchtstroom
- Drukvalcurve over het vereiste luchtstroombereik
- Weerstand versus opgevangen stofmassa
- Stofcapaciteit op het gespecificeerde eindpunt
- Filterconstructie en afdichtingsintegriteit
ISO 16890 gebruikt initiële en geconditioneerde gegevens over fractionele efficiëntie voor ePM-classificatie. Stofbelasting is een aparte test die de gravimetrische prestaties en weerstandsontwikkeling evalueert.
Hoe moeten twee filters worden vergeleken??
Een geldige vergelijking vereist hetzelfde:
- Teststandaard
- Filterafmetingen
- Luchtstroom
- Spuitbus of teststof
- Conditionerende staat
- Eindpunt laden
- Meetprocedure
Alleen het geadverteerde efficiëntiepercentage vergelijken kan misleidend zijn. Een filter met een iets hoger rendement maar aanzienlijk hogere weerstand is mogelijk niet het beste ontwerp voor het beoogde systeem.
Fabrikanten moeten in plaats daarvan zoeken naar een stabiele combinatie van:
- Vereiste deeltjesverwijderingsprestaties
- Aanvaardbare aanvankelijke weerstand
- Gecontroleerde resistentieontwikkeling
- Geschikte stofcapaciteit
- Herhaalbare productiekwaliteit
Wat moet het testsysteem controleren?
Nauwkeurige efficiëntie- en drukvaltests zijn vereist:
- Stabiele luchtstroom
- Representatieve stroomopwaartse en stroomafwaartse bemonstering
- Uniforme aërosolconcentratie
- Geschikte deeltjestellerbereiken
- Correcte verdunning indien nodig
- Gekalibreerde drukmeting
- Lage kanaal- en armatuurlekkage
- Betrouwbare gegevensberekening
SCPUR-testsystemen helpen filterfabrikanten media te vergelijken, plooiontwerp en complete filterconstructie onder gecontroleerde luchtstroom- en deeltjesomstandigheden. Hierdoor kunnen ontwerpbeslissingen worden gebaseerd op gemeten prestaties in plaats van alleen op efficiëntie of drukval.
