Filtrace ve VZT jednotkách pro nucené větrání rodinných domů II.
Zaměřeno na malé jednotky pro nucené větrání rodinných domů
Co nejvyšší třída filtrace vzduchu i za cenu mírně vyšších nákladů na filtry a energii je v zájmu provozovatelů zvláště v místech se zhoršenou kvalitou vnějšího ovzduší.
První díl článku naleznete ZDE.
Spotřebitelům lze obecně doporučit, aby vždy volili co nejvyšší třídu filtrace, zvláště při aplikacích v místech se zhoršenou kvalitou vnějšího ovzduší. A to i za cenu o něco vyšších nákladů na pořizování filtrů a energetických nákladů na krytí vyšší tlakové ztráty účinnějších filtrů.
Filtrace v malých vzduchotechnických jednotkách
Malých vzduchotechnických jednotek pro nucené větrání rodinných domů a bytů se na trhu nachází celá řada v různých variantách. Řízené nucené větrání, které je zvláště vhodné u nízkoenergetických staveb, umožňuje optimální výměnu vzduchu s úsporou nákladů díky rekuperačním výměníkům a také přívod filtrovaného vzduchu.
Obecně se jednotka skládá z tepelného výměníku pro rekuperaci tepla, ventilátorů pro přívod čerstvého vzduchu a odvod odpadního vzduchu, vzduchových filtrů, by-passu s klapkou pro období, kdy není třeba rekuperace, skříně a řídicí jednotky.
Dále pak mohou být vybaveny i ohřívačem či chladičem. V jednotkách se nacházejí filtry pro filtraci přívodního vzduchu a filtraci odpadního vzduchu před vstupem do rekuperačního výměníku. Jako ukázka je na obr. 1 schéma filtrační jednotky od firmy Atrea.
Obr. 1: Schéma kompaktní větrací jednotky Atrea DUPLEX Easy
Většina zařízení je v základním provedení vybavena na přívodu hrubými filtry třídy G4 (někdy i G3), pro kvalitnější filtraci se volitelně dodávají jemné filtry třídy F7, které výrobci doporučují pro alergiky, citlivé osoby, při větším znečištění vnějšího prostředí apod. Někteří výrobci pak umožňují volbu filtru od třídy G4 až po jemný filtr třídy F9. Lze se setkat i s uspořádáním, kdy je na vstupu hrubý předfiltr třídy G1 nebo G2 pro zachycení hrubých nečistot jako je listí, písek apod. a za ním následuje filtr třídy G4 až F9.
Pro záchyt plynných znečišťujících látek jsou někdy nabízeny uhlíkové filtry s aktivním uhlím, před kterými musí být osazen filtr minimálně třídy G4, existují také vícevrstvé filtrační vrstvy, kde poslední z vrstev tvoří uhlíkový filtr a vrstva s jemnou filtrací před ním slouží jako předfiltr.
Na odvodu odpadního vzduchu jsou v jednotkách nejčastěji hrubé filtry třídy G3 a G4, které chrání rekuperační výměník před prachem v odváděném vzduchu.
Dá se tedy říci, s přihlédnutím k tab. 2 pro použití filtrů jednotlivých tříd, že základní provedení s filtry třídy G4 na přívodu atmosférického vzduchu umožní odstranit jemné nečistoty jako je květný pyl, mlha a zvířený prach. Filtry třídy G4 představují základní třídu filtrace, použitelnou samostatně ve vzduchotechnických jednotkách a používají se také jako předfiltry pro jemné filtry třídy F8 a F9.
Jemné filtry třídy F7 pak již představují stupeň filtrace použitelný při vyšších nárocích na kvalitu vnitřního prostředí a jsou účinné proti bakteriím, cementovému prachu a částečně proti sazím a tabákovému kouři. Jemné filtry třídy F9, se kterými je možno se také občas setkat v nabídce, již vyhoví prostorám s vysokými nároky na kvalitu prostředí, jsou velmi účinné proti sazím, olejové mlze, tabákovému kouři, kouři z technologických procesů, bakteriím a v praxi se používají např. v nemocnicích, v laboratořích apod.
Pokud se však jako určité vodítko využitelné i pro bytové prostory použije výše uvedená tab. 3 s doporučenými minimálními třídami filtrů u větrání nebytových budov pro jednotlivé kombinace tříd kvality venkovního ovzduší ODA a požadované kvality vnitřního prostředí IDA, je vidět, že u nasávání venkovního vzduchu se z hygienických důvodů doporučuje použít dvoustupňovou filtraci (přinejmenším u velmi vysoké a střední kvality vnitřního prostředí IDA 1 a IDA 2). Jako první stupeň by měl být použit filtr M5, přednostně však F7. Jako druhý stupeň by měl být použit přinejmenším filtr F7, přednostně F9, který je doporučován v případě požadavku střední (IDA 2) a velmi vysoké kvality vnitřního prostředí (IDA 1), pro velmi znečištěný venkovní vzduch (ODA 3) pak navíc ještě s uhlíkovým filtrem (GF). Jestliže se používá pouze jednostupňová filtrace, pak jako minimální požadavek je filtr třídy M5 pro nízkou kvalitu vnitřního prostředí, při vyšších požadavcích je třeba filtr třídy F7 až F9.
Pro ochranu odváděcího a odpadního vzduchového systému, resp. systému zpětného získávání tepla by dle doporučení měly být použity nejméně filtry třídy M5 a M6. Většina výrobců malých vzduchotechnických jednotek dnes používá filtry s třídou o jednu až dvě nižší – G3 a G4.
Osazení jednostupňovou filtrací na přívodu vzduchu s jemným filtrem třídy F7, tak jak je nabízeno výrobci jednotek, je tedy dle doporučení vyhovující pro nejčistší venkovní ovzduší (ODA 1 – čistý vzduch) při požadavku průměrné kvality vnitřního prostředí (IDA 2). Nejčastější základní vybavení s hrubým filtrem třídy G4 se jeví jako nedostačující.
Spotřebitelům tak lze obecně doporučit, aby vždy volili co nejvyšší třídu filtrace, zvláště při aplikacích v místech se zhoršenou kvalitou vnějšího ovzduší. A to i za cenu o něco vyšších nákladů na pořizování filtrů a energetických nákladů na krytí vyšší tlakové ztráty účinnějších filtrů. Doporučená doba výměny filtrů je s ohledem na intenzitu provozu a znečištění vzduchu zhruba dva až tři měsíce.
Lze také očekávat, že i nabídka výrobců jednotek se na základě požadavků na kvalitní vnitřní prostředí v dnešním znečištěném prostředí rozšíří do oblastí vyšších tříd filtrace, případně na dvoustupňovou filtraci.
Provedení filtrů pro malé vzduchotechnické jednotky
Jak již bylo uvedeno, filtry atmosférického vzduchu se rozdělují do dvou základních skupin na filtry pro všeobecné (běžné) větrání (filtry prachové) a filtry vysoce účinné (filtry aerosolové). Se zvyšující třídou filtrů se postupně zvyšují nároky na odlučovací schopnosti filtrů a mění se proto jak struktura vlastního filtračního materiálu a požadavky na jeho jímavost, tak filtrační rychlost. Uvedené změny se zákonitě zobrazují v rozdílném provedení těchto filtrů.
V malých klimatizačních jednotkách požívají výrobci vložkové deskové filtry, běžně nazývané rámečkové filtry, případně pro vyšší třídy filtrace tzv. kazetové filtrační vložky s materiálem ze skleněných vláken s hlubokými sklady naskládaným v rámečku. Filtry jsou tvořeny z jednotlivých vyměnitelných vložek s filtračním materiálem, které se vkládají a uchycují buď do skříní, nebo do rámů. Převážnou část filtračních materiálů tvoří vláknité filtrační materiály ze syntetických, skleněných nebo organických vláken. Na trhu působí řada výrobců filtrů a v provedení panuje značná variabilita, ať už z ohledu velikosti, rámečku či vlastního filtračního materiálu a ani názvosloví jednotlivých typů není jednotné.
Deskové rámečkové filtry mají jednotlivé vložky ve tvaru plochých desek, které se zasouvají buď čelně, nebo bočně do skříní vzduchotechnických jednotek. Filtrační materiál může být plochý nebo pro vyšší třídy filtrace s požadavkem nižší filtrační rychlosti se používá materiál s mělkými a ne příliš hustými sklady. Deskové filtry se vyrábějí většinou do třídy F7.
U rámečkových filtrů se při údržbě filtru může měnit pouze filtrační materiál (většinou u vložek s plochým filtračním materiálem) nebo se mění celé vložky. V případě výměnných vložek je filtrační materiál osazen do pevného rámečku a zalepen lepidlem (nejčastěji syntetický kaučuk). Rámečky jsou plastové, kovové nebo kartónové, u kazetových filtrů také dřevěné nebo dřevotřískové. V závislosti na typu filtru se zejména pro filtry s plochým filtračním materiálem používá kovová nebo plastová stabilizační mřížka. Provedení, kdy se mění pouze filtrační tkanina, je samozřejmě úspornější z hlediska nákladů, náhradní filtrační textilie se většinou dodávají v balení po více kusech.
Rámečkové a kazetové filtry obecně mají výhodu v jednoduché montáži a demontáži, nízké hmotnosti a stavební hloubce, dají se spalovat v odpovídajících spalovnách. Filtrační materiály bývají také někdy barevně odlišeny dle třídy filtrace pro zjednodušení použití.
Vzhledem k tomu, že klimatizační jednotky slouží pro atmosférický vzduch při běžných teplotách a nejsou zde tedy nějaké zvláštní požadavky na teplotní ani chemickou odolnost, jsou pro nižší třídy filtrace nejčastěji filtračními materiály rohože tvořené hrubšími syntetickými polyesterovými nebo polypropylenovými vlákny nebo skelnými vlákny spojenými pojivem, nebo tepelným zpracováním v případě syntetických vláken. U jemných filtrů pro vyšší třídy filtrace se lze setkat s rouny z jemnějších vláken nanesených na nosném podkladovém materiálu nebo s vpichovanými textiliemi ze syntetických vláken. Hrubé předfiltry třídy G1 a G2 mohou být tvořeny i mřížkou z tahokovu. Na obrázcích 2 a 3 je ukázka provedení rámečkových filtrů.
Obr. 2: Rámečkový filtr ZetCell třídy G3 se skládaným materiálem v kovovém rámečku se stabilizační mřížkou
Obr. 3: Rámečkový filtr Atrea FK 180 EC třídy filtrace F7 v kartónovém rámečku
Obr. 4: Adsorpční filtr s aktivním uhlím KS Klima-Service PL – CARB v kovovém rámečku a jednostrannou krycí mřížkou
Alternativně nabízené uhlíkové filtry pro záchyt plynných znečišťujících látek a zápachů pracují na principu adsorpce s účinnými látkami s velkým měrným povrchem (aktivní uhlí, aktivní koks aj.), např. u aktivního uhlí až 1250 m2/g. Z důvodu velké citlivosti sorpčních látek na prach a proti snižování životnosti a tlakové ztráty se zanášením je nutno před filtrační tkaninu s obsahem aktivního uhlí předřazovat další filtr, nejlépe třídy F7. Lze se také setkat s dvou nebo i třívrstvou filtrační tkaninou, kde v jedné vrstvě je tkanina pro jemnou filtraci a v další vrstvě tkanina se sorpčním materiálem s aktivním uhlím. U třívrstvého uspořádání je ještě předřazena první vrstva pro hrubou filtraci. Filtry pro malé vzduchotechnické jednotky jsou opět v deskovém nebo kazetovém provedení, s plochým nebo skládaným materiálem jako v případě běžných filtrů. Na obr. 4 je ukázka adsorpčního filtru s aktivním uhlím PL – CARB v kovovém rámečku a jednostrannou krycí mřížkou od firmy KS Klima-Service a.s.
Závěr
Malé vzduchotechnické jednotky jsou dnes stále častějším zařízením u rodinných domů a bytů, zvláště u energeticky úsporných staveb. Součástí jednotek je také vzduchový filtr pro odstraňování zejména tuhých znečišťujících látek z čerstvého přiváděného vzduchu z vnějšího prostředí a filtr pro ochranu rekuperačního výměníku před prachem v odpadním vzduchu odváděném z místnosti.
Většina z celé řady nabízených zařízení je v základním provedení vybavena na přívodu výměnnými rámečkovými hrubými filtry třídy G4 (někdy i G3), volitelně se dodávají jemné filtry třídy F7 (až F9), případně uhlíkové filtry. Na odvodu odpadního vzduchu jsou v jednotkách pro ochranu výměníku nejčastěji hrubé filtry třídy G3 a G4.
Na použití filtrů pro bytové větrání neexistují žádné legislativní předpisy. Ovšem s ohledem na třídy kvality vnitřního a vnějšího ovzduší IDA a ODA a jako určité vodítko použité doporučené třídy filtrů dle normy pro větrání nebytových budov ČSN EN 13779:2010, lze zvláště v oblastech s vyšším znečištěním doporučit volbu filtru s co nejvyšší třídou filtrace, případně dvoustupňovou filtraci s koncovým filtrem alespoň třídy F7.
Literatura
- Hemerka, J., Vybíral, P.: Filtrace atmosférického vzduchu. Česká technika – nakladatelství ČVUT, Praha, 2011.
- ČSN EN 779:2012. Filtry atmosférického vzduchu pro odlučování částic pro všeobecné větrání – Stanovení filtračních parametrů. ÚTNMZ, 2012.
- ČSN EN 13779. Větrání nebytových budov – Základní požadavky na větrací a klimatizační systémy. ÚTNMZ, 2010.
- Firemní literatura – katalogy firem zabývajících se výrobou a dodávkou filtrů atmosférického vzduchu (ATREA s.r.o., KS Klima-Service a.s. aj.)
Highest filtration class is recommended to customers living in places with stronger air pollution, regardless it's higher price and higher energy intensity due to higher pressure losses of more effective filters.