How to choose Air Filter

 

 

ภาพที่ แสดงกระบวนการกรองอากาศผ่านฟิลเตอร์กรองอากาศ 3 ชั้นตามรูป ขั้นต้น(1) ขั้นกลาง(2) และขั้นสุดท้าย(3)
 

          ฟิลเตอร์กรองอากาศที่ดี ต้องประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆคือ มีประสิทธิภาพการกรองที่เหมาะสมกับการใช้งานตามลักษณะงานประเภทต่างๆ มีความสามารถในการกักเก็บฝุ่นได้สูง มีอัตราการไหลของลมสูง( Airflow rate) ในขณะเดียวกันก็ต้องมีความดันตกคร่อม (Pressure Drop) ที่ต่ำ เพื่ออายุการใช้งานที่นาน ดังนั้นในการเลือกฟิลเตอร์กรองอากาศที่ถูกต้องและเหมาะสมกับการใช้งานจึงต้องพิจารณาจากองค์ประกอบและตัวแปรที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มประสิทธิภาพของฟิลเตอร์กรองอากาศ

องค์ประกอบที่สำคัญในแผ่นกรองอากาศ

ปริมาณลม (Air Flow) เนื่องจากฟิลเตอร์ที่ดีจะต้องมีคุณสมบัติที่ยอมให้มีปริมาณลมที่ผ่านเส้นใยเนื้อกรองได้สูงต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่เป็นลูกบาศ์ทเมตรต่อชั่วโมง (CMH= Cubic met per hour) โดยทั่วไปแล้วแผ่นกรองขั้นต้นและขั้นกลางสามารถยอมให้ปริมาณลมผ่านได้ถึง 3400 CMH ในขณะที่ฟิลเตอร์ขั้นสุดท้ายจะอยู่ที่ 1200 CMH บางรุ่นที่มีการเพิ่มพื้นที่เนื้อกรองจะสามารถรับปริมาณลมได้ถึง 4250 CMH ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ขึ้นอยู่กับPressure drop นั้นๆ

ประสิทธิภาพ (Efficiency)แบ่งเป็น 3 ประเภท

  • ประสิทธิภาพเริ่มต้น (InitialEfficiency) เมื่อฟิลเตอร์สะอาด
  • ประสิทธิภาพเฉลี่ย (Average Efficiency)เป็นค่าประสิทธิภาพที่ใช้ในการกำหนดช่วงประสิทธิภาพของฟิลเตอร์แต่ละชนิด (Specification)
  • ประสิทธิภาพสุดท้าย (Final Efficiency) เป็นค่าที่บ่งบอกถึง ค่าประสิทธิภาพสุดท้ายที่ฟิลเตอร์สามารถกรองได้ หากมีการใช้งานเกินจุดนี้แผ่นกรองอากาศจะเริ่มตัน อัตราการไหลของอากาศจะเริ่มลดลง และ pressure drop จะสูงขึ้น

 

ความดันตกคร่อม (Pressure Drop) ฟิลเตอร์กรองอากาศที่ดีและมีประสิทธิภาพสูงต้องมีค่าแรงต้านหรือความดันตกคร่อมที่ต่ำในการพัฒนาแผ่นกรองให้มีประสิทธิภาพสูงและมีค่าความดันตกคร่อมต่ำ

  • ความดันตกคร่อมเริ่มต้น (Initial Pressure Drop)เป็นค่าความดันเริ่มต้นเมื่อฟิลเตอร์สะอาด
  • ความดันตกคร่อมเฉลี่ย (Average Pressure Drop) เป็นค่าที่ใช้ในการคำนวณการเลือกขนาดของพัดลม
  • ความดันตกคร่อมสุดท้าย (Final Pressure Drop) เป็นค่าความดันสุดท้าย ที่สามารถบอกถึงจุดที่ฟิลเตอร์จะเริ่มตัน

    ความสามารถในการกักเก็บฝุ่น (Dust Holding Capacity: DHC)

    เป็นค่าที่บ่งบอกถึงปริมาณการกักเก็บฝุ่นของเนื้อกรอง มีหน่วยเป็น กรัม (g) หรือ กิโลกรัม (kg) ค่า DHC สามารถบอกถึงอายุการใช้งานของฟิลเตอร์กรองอากาศแต่ละชนิดได้เมื่อเปรียบเทียบที่ปริมาณความสามารถในการกักเก็บฝุ่น เช่น ในสภาวะแวดล้อมเดียวกัน แผ่นกรองที่มีค่า DHC มากกว่าจะมีอายุการใช้งานได้นานกว่าฟิลเตอร์ที่มีค่า DHC ที่น้อยกว่า

    อายุการใช้งานของฟิลเตอร์กรองอากาศ ในการเลือกฟิลเตอร์กรองอากาศต้องคำนึงถึงอายุการใช้งานของแผ่นกรองว่ามีอายุการใช้งานได้นานแค่ไหน โดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตจะมีการกำหนดอายุการใช้งานตามประสิทธิภาพของฟิลเตอร์

  • แผ่นกรองขั้นต้นที่มีประสิทธิภาพ 25-30% มีอายุการใช้งานอยุ่ที่ 3-6 เดือน
  • แผ่นกรองขั้นกลางที่มีประสิทธิภาพ 45-95%มีอายุการใช้งานอยุ่ที่ 3-6 เดือน
  • แผ่นกรองขั้นสุดท้ายที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 98%มีอายุการใช้งาน6-12 เดือน
  • อย่างไรก็ตามอายุการใช้งานของฟิลเตอร์ยังขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม ปริมาณฝุ่นและการบำรุงรักษา หากมีการเปลี่ยนฟิลเตอร์ขั้นต้นและขั้นกลางจะช่วยยืดระยะการใช้งานของฟิลเตอร์กรองละเอียดได้นานขึ้นมากกว่า 1 ปี

    ความเร็วลมที่ไหลผ่านฟิลเตอร์กรองอากาศ (Air Velocity: m/s)ความเร็วลมจะมีผลต่อประสิทธิภาพการกรองฝุ่นของเนื้อกรองจากหลักการกรองอากาศ

  • กระบวนการกรองฝุ่นหยาบ: Straining, Inertia
  • กระบวนการกรองฝุ่นละเอียด: Interception, Diffusion
     

             การเลือกใช้ฟิลเตอร์กรองอากาศที่เหมาะสมกับความเร็วลมเป็นสิ่งที่สำคัญในการรักษาประสิทธิภาพของการกรอง เนื่องจากในกระบวนการกรองแบบต่างๆมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วลมที่ใช้ เช่น ในการกรองอากาศของแผ่นกรองละเอียดแบบ HEPA ที่มีประสิทธิภาพการกรองที่ 99.999% กรองฝุ่นขนาด 0.3 ไมครอน ซึ่งเป็นฝุ่นละเอียดและมีกระบวนการดักจับฝุ่นแบบ Diffusion effect ที่ต้องใช้ความเร็วลมต่ำๆ ทำให้โอกาสที่อนุภาคฝุ่นขนาดเล็กจะเกาะติดบนเส้นใยของเนื้อกรองได้สูงและส่งผลให้ประสิทธิภาพในการกรองเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ปัจจัยอย่างอื่นในการเลือกความเร็วลมไม่เหมาะสมอาจส่งผลกระทบต่อเนื้อกรอง แรงลมสูงอาจทำให้เนื้อกรองมีผลต่อเนื้อกรองแตกหรือรั่วได้ 
     

    พื้นที่เนื้อกรองอากาศ (Media Area)

    พื้นที่เนื้อกรอง หน่วยเป็นตารางเมตร (m2) พื้นที่ของเนื้อกรองอากาศมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการกรองเป็นอย่างมาก เนื่องจากฟิลเตอร์ที่ดีต้องมีประสิทธิภาพในการกรองฝุ่นที่สูง ซึ่งต้องมีพื้นที่เนื้อกรองมากนั่นเอง ในการเพิ่มพื้นที่เนื้อกรองสามารถเพิ่มโดยการเพิ่มจำนวนจีบ (pleat) ของแผ่นกรองให้มีปริมาณมากขึ้น จะช่วยเพิ่มเนื้อกรองให้กับฟิลเตอร์ทำให้เพิ่มความสามารถในการกักเก็บฝุ่นได้ในปริมาณมาก ดังนั้นการพิจารณาแผ่นกรองจากพื้นที่เนื้อกรองจึงเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึง

     

    การคำนวณพื้นที่เนื้อกรอง

    แผ่นกรองแบบถุง (Pocket Filter)8 ถุง

    ขนาด(กว้าง x ยาว x ความลึก): 592x592x534

     

 

พื้นที่เนื้อกรอง = กว้าง x ยาว x จำนวนถุง x 2

 

                               = 592 x 534 x 8 x 2

                               = 5.05 m2

ดังนั้นการเข้าใจถึงความสำคัญของเนื้อกรองและเข้าใจหลักการคำนวณหาพื้นที่เนื้อกรอง จะช่วยให้การเลือกฟิลเตอร์ที่ดีและมีประสิทธิภาพได้ง่ายขึ้น
 

มาตรฐานการตรวจสอบและรองรับฟิลเตอร์กรองอากาศ

ฟิลเตอร์กรองอากาศที่ดีต้องผ่านมาตรฐานการทดสอบว่าเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด ตามตัวแปรต่างๆเช่น มีประสิทธิภาพในการจับฝุ่นที่อนุภาคต่างๆ (Efficiency), มีค่าความดันตกคร่อมเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด (Pressure drop), อัตราการไหลของลม (Air flow rate)

มาตรฐาน EN779:2012

มาตรฐานยุโรปที่มีกระบวนการทดสอบเครื่องมือและ class ของแผ่นกรองโดยมีการแบ่งกลุ่มมาตรฐานของฟิลเตอร์ตามขนาดของฝุ่นที่ใช้ในการทดสอบและประสิทธิภาพที่ดักจับฝุ่นได้ ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม ดั้งนี้

  • แผ่นชั้นต้น G1-G4 ประสิทธิภาพ 50-90%ความดันตกค่อมสุดท้ายที่ 250 Pa
  • แผ่นชั้นกลาง M5-M6 ประสิทธิภาพ 40-90% ที่ 0.4 ไมครอนความดันตกค่อมสุดท้ายที่ 450 Pa
  • แผ่นชั้นสุดท้าย F7-F9 ประสิทธิภาพ 40-95%ที่ 0.4 ไมครอนความดันตกค่อมสุดท้ายที่ 450 Pa

ตารางที่ แสดงการแบ่ง class ของเป็นกรองตามมาตฐาน EN779:2012

 

มาตรฐาน EN1822:2009

 

 

      มาตรฐานในการทดสอบฟิลเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง EPA (Efficiency Particulate Air Filters), HEPA (High Efficiency Particulate Air  Filters) และ ULPA (Ultra Low Penetration Air Filters)  มีการทดสอบที่ฝุ่นอนุภาคขนาดเล็กที่ 0.1-0.3 ไมครอน หรือ MPPS (Most Penetration Particle Size) มีการแบ่งระดับ Class ของแผ่นกรองตามค่า ประสิทธิภาพเฉลีย (Average Efficiency)และค่าความสามารถในการแทรกผ่าน (Penetration) นอกจากนี้มีการทดสอบค่า Local efficiency และค่า Penetration โดยทดสอบการรั่วแบบสุ่มหาจุดรั่ว (Local efficiency) และทดสอบการรั่วทั่วหน้าฟิลเตอร์ด้วยการ Scan และรายงานเป็นค่าเฉลี่ย
 

ตารางที่ แสดงการแบ่ง class ของเป็นกรองตามมาตฐาน EN1882:2009

 


 

มาตรฐาน EN ISO14644

 

มาตรฐานควบคุมห้องสะอาด หรือ Cleanroom เป็นห้องที่มีระบบอากาศแบบพิเศษ เพื่อควบคุมปริมาณฝุ่นในอากาศไม่ให้เกินกว่ามาตรฐานที่กำหนด ซึ่งห้องสะอาดนิยมใช้กันในวงการที่ต้องมีกการระมัดระวังเรื่องฝุ่นหรือเชื้อโรคเป็นพิเศษ เช่น โรงพยาบาล, โรงงานอุตสาหกรรมประเภทอาหารและยา, โรงงานผลิตชิ้นส่วนอิเล็คทรอนิกส์ ซึ่งมาตรฐานห้องสะอาดที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันคือ มาตรฐาน ISO14644 ซึ่งเป็นมาตรฐานสากล มีชื่อภาษาอังกฤษว่า Cleanrooms and associated controlled environments


ตารางที่ แสดงการแบ่ง class ของเป็นกรองตามมาตฐาน EN ISO14644