Содержание
- Немного из истории
- Классификация фильтров по стандарту EN 1822
- Области применения HEPA фильтров
- Какую роль играет ISO 29463 в EN 1822?
- Пять частей стандарта EN 1822:
Немного истории
Вступивший в силу в 1998 году стандарт фильтров EN 1822 стал первым европейским стандартом, в котором знания о фильтрации были переведены в систему классификации высокоэффективных воздушных фильтров. Это дало возможность оценивать эффективность фильтров, которая определяется проверкой степени отделения частиц и отсутствия утечек. Стандарт EN 1822 состоит из пяти частей и определяет классификацию и метод проверки эффективности фильтрации, основанный на способе подсчета частиц с использованием тестового аэрозоля. Это значит, что можно тестировать даже фильтры с очень высокой эффективностью улавливания. Предыдущие методы испытаний не могли этого сделать из-за недостаточных пределов обнаружения. В отличие от фильтров EPA, которые не требуют испытаний на утечку, фильтры HEPA и ULPA тестируются индивидуально в соответствии с EN 1822 для определения эффективности. В этом процессе каждый HEPA и ULPA фильтр по отдельности подвергается тесту на утечку. Некоторые части европейского стандарта EN 1822 в настоящее время заменены международным стандартом ISO 29463.
Классификация фильтров по стандарту EN 1822
Европейский стандарт EN 1822 ввел систему классификации высокоэффективных фильтров очистки, которая сейчас включает в себя три группы EPA, HEPA и ULPA, разделенные на 8 классов. Классификация фильтров по стандарту ISO 29463 поддерживает разделение на те же три группы, установленные стандартом EN 1822, но подразделяет фильтры уже на 13 классов.
Группы и классы высокоэффективных фильтров
| Группы/Классы | Классы по EN 1822 | Классы по ISO 29463 |
| группа Е – EPA Efficient Particulate Air filter | от E 10 до E 12 | от ISO 15 E до ISO 30 E |
| группа Н – HEPA High Efficiency Particulate Air filter | от H 13 до H 14 | от ISO 35 H до ISO 50 H |
| группа U – ULPA Ultra Low Penetration Air filter | от U 15 до U 17 | от ISO 55 U до ISO 75 U |
Области применения HEPA фильтров
В ситуациях, когда к чистоте воздуха предъявляются самые высокие требования, использование высокоэффективных фильтров просто необходимо. Они в основном используются для отделения очень мелких микронных, субмикронных и наночастиц, таких как аэрозоли, пыль, пыльца, микробы, вирусы. Такие фильтры играют важную роль, прежде всего, в качестве последней ступени фильтрации в чувствительных зонах. Основное внимание здесь уделяется защите от загрязнения мелкими и ультрадисперсными частицами.
Для таких частиц, как микроорганизмы, аллергены, пыльца, бактерии, мелкая пыль или сажа, особенно уместны эффективные воздушные фильтры EPA. Например, в системах очистки воздуха от попадания мелкой пыли в газовые турбины, чтобы продлить срок их службы. Среди прочего, они используются в пищевой промышленности, точной механике, в бытовой технике и фармацевтической промышленности, а также как предварительные фильтры для особо чистых зон. Высокоэффективные фильтры HEPA отделяют ультрамелкие частицы, бактерии, вирусы с эффективностью, которая позволяет их использовать для создания чистых зон и помещений. Типичные области применения включают медицинские и бактериологические лаборатории, изготовление стерильных препаратов, операционные, ламинарные боксы, электротехника, пищевая и фармацевтическая промышленность. Фильтры со сверхнизким проникновением ULPA практически со 100% эффективностью улавливают взвешенные в воздухе субмикронные и наночастицы. Эти фильтры чрезвычайно важны в особо чистых помещениях особенно при производстве микроэлектроники. Нередко они устанавливаются в боксах микробиологической безопасности при работе в определенных, критических условиях с целью увеличения чистоты и повышения безопасности.
Какую роль играет ISO 29463 в EN 1822?
Стандарт ISO 29463 “High efficiency filters and filter media for removing particles from air”
(Высокоэффективные фильтры и фильтрующие материалы для удаления частиц из воздуха)
Стандарт ISO 29463 впервые опубликован в октябре 2011 года Международной организацией по стандартизации с целью унификации различных стандартов, действовавших в США и Европе.
Международный стандарт ISO 29463 основан на европейском стандарте EN 1822 и разработан с учетом практики других национальных стандартов, включая стандарты США и Японии. Вероятно, он полностью заменит EN 1822 в будущем. Оба стандарта основаны на новейших методах подсчета частиц и являются действующими в настоящее время (в 2022 году).
В последнюю версию европейского стандарта EN 1822: 2019 была включена процедура испытаний уже по ISO 29463. Проще говоря, стандарт EN 1822 имеет собственную систему классификации фильтров согласно части 1, но испытания проводятся в соответствии с частями 2-5 стандарта ISO 29463.
EN 1822-1: 2019 – High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) – Part 1: Classification, performance testing, marking
ISO 29463-1:2017 – High efficiency filters and filter media for removing particles from air — Part 1: Classification, performance, testing and marking
ISO 29463-1 establishes a classification of filters based on their performance, as determined in accordance with ISO 29463‑3, ISO 29463‑4 and ISO 29463‑5. It also provides an overview of the test procedures, and specifies general requirements for assessing and marking the filters, as well as for documenting the test results. It is intended to be used in conjunction with ISO 29463‑2, ISO 29463‑3, ISO 29463‑4 and ISO 29463‑5.
Таблица: Классификация фильтров EPA, HEPA и ULPA согласно EN 1822 (стандарт разделяет фильтры на 8 классов) и ISO 29463 (определяет уже 13 классов)
| Группы фильтров | Классы фильтров EN 1822 | Классы фильтров ISO 29463 | Интегральное значение, эффективность фильтрации MPPS, % | Локальное значение, эффективность фильтрации MPPS, % |
| EPA | Е 10 | — | ≥85 | — |
| EPA | Е 11 | ISO 15 E | ≥95 | — |
| EPA | — | ISO 20 E | ≥99 | — |
| EPA | Е 12 | ISO 25 E | ≥99,5 | — |
| EPA | — | ISO 30 E | ≥99,9 | — |
| HEPA | Н 13 | ISO 35 H | ≥99,95 | ≥99,75 |
| HEPA | — | ISO 40 H | ≥99,99 | ≥99,95 |
| HEPA | Н 14 | ISO 45 H | ≥99,995 | ≥99,975 |
| HEPA | — | ISO 50 H | ≥99,999 | ≥99,995 |
| ULPA | U 15 | ISO 55 U | ≥99,9995 | ≥99,9975 |
| ULPA | — | ISO 60 U | ≥99,9999 | ≥99,9995 |
| ULPA | U 16 | ISO 65 U | ≥99,99995 | ≥99,99975 |
| ULPA | — | ISO 70 U | ≥99,99999 | ≥99,9999 |
| ULPA | U 17 | ISO 75 U | ≥99,999995 | ≥99,9999 |
Пять частей стандарта EN 1822
EN 1822 несколько раз пересматривался с момента его введения в 1998 году. В текущей версии стандарта EN 1822:2019 части 2 – 5 заменены соответствующими частями ISO 29463, чтобы создать базу международного стандарта для методов испытаний. Наиболее важным отличием европейской EN 1822 и новой международной ISO версии является классификация классов фильтров. Тем не менее, часть 1 стандарта EN 1822 до сих пор остается в силе.
Часть 1: классификация, определение пропускной способности и маркировка
EN 1822-1: 2019 – High efficiency air filters (EPA, HEPA and ULPA) – Part 1: Classification, performance testing, marking
This document applies to high efficiency particulate and ultra-low penetration air filters (EPA, HEPA and ULPA) used in the field of ventilation and air conditioning and for technical processes, e.g. for applications in clean room technology or pharmaceutical industry. It establishes a procedure for the determination of the efficiency on the basis of a particle counting method using a liquid (or alternatively a solid) test aerosol and allows a standardized classification of these filters in terms of their efficiency, both local and integral efficiency.
Этот документ распространяется на высокоэффективные фильтры для твердых частиц и воздушные фильтры со сверхнизким проникновением (EPA, HEPA и ULPA), используемые в области вентиляции и кондиционирования воздуха, а также для технических процессов, например для применения в технологии чистых помещений или в фармацевтической промышленности. Он устанавливает процедуру определения эффективности на основе метода подсчета частиц с использованием жидкого (или, альтернативно, твердого) испытательного аэрозоля и позволяет стандартизировать классификацию этих фильтров с точки зрения их эффективности, как локальной, так и интегральной эффективности.
Локальная эффективность улавливания (локальное значение) вместе с общей эффективностью улавливания (интегральное значение) размера частиц с наибольшей проникающей способностью (MPPS) составляет основу для классификации НЕРА-фильтров. Для классификации фильтров EPA проверка на утечку невозможна и не требуется. Следовательно, для этой группы не заданы локальные значения в качестве пределов обнаружения утечек.
Часть 2: производство аэрозолей, измерительное оборудование и статистика подсчета частиц
ISO 29463-2:2011 – High-efficiency filters and filter media for removing particles in air Aerosol production, measuring equipment and particle-counting statistics
ISO 29463-2:2011 specifies the aerosol production and measuring equipment used for testing high-efficiency filters and filter media in accordance with ISO 29463-3, ISO 29463-4 and ISO 29463-5, as well as the statistical basis for particle counting with a small number of counted events. It is intended to be used in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-3, ISO 29463-4 and ISO 29463-5.
Во второй части описано оборудование для производства и измерения аэрозолей для тестирования высокоэффективных фильтров и фильтрующих материалов в соответствии со стандартом ISO 29463 части 3-5, а также статистическую основу для подсчета частиц.
Часть 3: определение минимальной эффективности
ISO 29463-3:2011 – High-efficiency filters and filter media for removing particles in air Testing flat sheet filter media
ISO 29463-3:2011 specifies the test procedure for testing the efficiency of flat sheet filter media. It is intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-4 and ISO 29463-5.
Описывается метод испытаний фракционной эффективности и определение MPPS плоского листового фильтровального материала.
Стандарт испытаний требует, чтобы фильтрующий материал перед изготовлением фильтра был испытан в виде плоского листа на MPPS, поскольку партии одного и того же материала от одного и того же производителя могут различаться.
Метод: Образцы фильтрующего материала подвергают воздействию определенного потока воздуха, к которому добавляется тестовый аэрозоль. Частичные потоки испытуемого аэрозоля отбираются до и после испытуемого образца, а числовые концентрации частиц измеряются с использованием методов подсчета частиц. Исходя из этих результатов, можно построить кривую фракционной эффективности и определить размер частиц с наибольшим проникновением, который известен как размер частиц с наибольшей проникающей способностью (MPPS). Эти результаты зависят от фильтрующего материала и скорости воздуха и, следовательно, должны определяться для конкретного продукта.
Пример кривой фракционной эффективности улавливания нетканого фильтрующего материала.
Часть 4: испытания на утечку
ISO 29463-4:2011 – High-efficiency filters and filter media for removing particles in air Test method for determining leakage of filter elements. Scan method
ISO 29463-4:2011 specifies the test procedure of the “scan method”, considered to be the reference method, for determining the leakage of filter elements. It is applicable to filters ranging from classes ISO 35 H to ISO 75 U. ISO 29463-4:2011 also describes the other normative methods: the oil thread leak test and the photometer leak test, applicable to classes ISO 35 H to ISO 45 H HEPA filters, and the leak test with solid PSL aerosol. ISO 29463-4:2011 is intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-3 and ISO 29463-5.
Часть 4 стандарта регламентирует проверку герметичности готовых фильтров или фильтрующих элементов. Неточности допущенные при производстве гофрированного фильтрующего пакета, в уплотнении между фильтрующим материалом и корпусом или любые крошечные (мельчайшие) утечки в самом материале могут привести к локальному увеличению проскока и соответствующему увеличению локальных концентраций частиц на стороне чистого воздуха. По этой причине фильтры HEPA и ULPA (классы от H 13 до U 17, а также от ISO 35 H до ISO 75 U) проходят индивидуальные испытания на герметичность.
Для проверки фильтрующего элемента его подвергают постоянному потоку воздуха c равномерно распределенным аэрозолем со средним размером частиц, который соответствует размеру наиболее трудноулавливаемых частиц (MPPS) для конкретного фильтровального материала. Используя переносной пробоотборник, измеряются локальные концентрации частиц на стороне выхода воздуха из фильтра, что вместе с измеренной концентрацией частиц в подаваемом потоке дает значения локального проскока и локального улавливания соответственно. Если значения местного (локального) проскока остаются в пределах, установленных стандартом для каждого отдельного класса фильтров, фильтр можно классифицировать как герметичный. В рамках этого процесса также измеряется перепад давления на каждом фильтре.
Для фильтров HEPA (классы от H 13 до H 14, а также от ISO 35 H до ISO 50 H) испытание на герметичность также можно провести с помощью теста на масляную нить.
Если проверка прошла успешно, в протоколе об испытаниях будет подтверждено отсутствие утечек фильтра, а также его интегральная эффективность улавливания частиц. После этого фильтру будет присвоен индивидуальный идентификационный номер.
В отличие от фильтров HEPA/ULPA, фильтры EPA не испытываются индивидуально. Фильтры EPA проходят типовые испытания, при которых эффективность улавливания определяется как среднее значение некоторых случайных тестов в рамках контроля качества всей партии или серии.
Часть 5: определение интегральной эффективности
ISO 29463-5:2022 – High-efficiency filters and filter media for removing particles in air Test method for filter elements
This document specifies the test methods for determining the efficiency of filters at their most penetrating particle size (MPPS). It also gives guidelines for the testing and classification for filters with an MPPS of less than 0,1 μm (Annex B) and filters using media with (charged) synthetic fibres (Annex C). It is intended for use in conjunction with ISO 29463‑1, ISO 29463‑2, ISO 29463‑3 and ISO 29463‑4
Часть 5 устанавливает методы испытаний для определения эффективности фильтров для частиц с наибольшей проникающей способностью (MPPS). Также дает рекомендации по испытаниям и классификации фильтров с MPPS менее 0,1 мкм, например, мембранных (приложение B) и фильтров, изготовленных на основе материала с заряженными синтетическими волокнами (приложение C).
Этот раздел стандарта определяет интегральную эффективность фильтра в целом. Как правило, это значение рассчитывается путем усреднения локальных результатов, полученных в Части 4. Или же, интегральная эффективность улавливания может быть определена с помощью одноточечного измерения стационарного пробоотборника.
Наряду с ранее проведенным испытанием на утечку интегральная эффективность улавливания используется для классификации фильтра в соответствии с таблицей классов фильтров, приведенной в части 1 стандарта. Это подтверждается протоколом испытаний.