O filtracji
Człowiek w miejscu pracy i w pomieszczeniach bytowych takich jak mieszkania, szpitale, szkoły, teatry, hotele powinien mieć stworzony właściwy mikroklimat, chroniący jego zdrowie i poprawiający samopoczucie, a także zdolności wytwórcze. Jest to szczególnie ważne w aspekcie psychologii pracy i higieny pracy.
Mikroklimat w znaczeniu encyklopedycznym jest to klimat charakterystyczny dla małej części środowiska, której odrębność jest wynikiem specyfiki układu czynników ją tworzących, np. wysokością i wahaniami temperatury, wilgotności, szybkością ruchu powietrza itp. Określonym mikroklimatem może się charakteryzować zarówno obszar geograficzny (np. miejscowość, kotlina czy wąwóz), jak i twór sztuczny zbudowany przez człowieka (wnętrze samochodu, mieszkanie, hala produkcyjna).
Duży wpływ na mikroklimat, a zwłaszcza na czynniki wymienione powyżej ma wentylacja.
Wentylacja to wymiana powietrza w pomieszczeniach, która polega na usuwaniu powietrza zanieczyszczonego lub gorącego i doprowadzeniu powietrza czystego lub chłodnego. Zadaniem wentylacji jest usuwanie z pomieszczeń zamkniętych (biurowych, mieszkalnych, produkcyjnych i innych) powietrza zanieczyszczonego, a dostarczenie powietrza świeżego, czystego o określonej temperaturze. Jest ona niezbędna, gdyż powietrze we wszystkich pomieszczeniach stale ulega zanieczyszczeniu.
Widoczne skutki złej wentylacji to:
- ciąg wsteczny powietrza przez kratki wentylacyjne,
- zaparowane szyby w oknach,
- skroplona para wodna na chłodnych powierzchniach ścian i przedmiotach,
- nawiew powietrza przez kratki wywiewne w kuchni lub łazience,
- pęcznienie drewnianych mebli i podłóg.
Niewidoczne skutki złej wentylacji to:
- bóle i zawroty głowy, zmęczenie, podrażnienia błony śluzowej nosa, podrażnienia gardła, skóry, uczulenia, alergie,
- wnikanie wilgoci do ścian i stopniowa ich destrukcja.
Konsekwencją złej wentylacji i oddychania zanieczyszczonym powietrzem może być astma lub inne choroby dróg oddechowych, a nawet nowotwory.
Niesprawnie działająca wentylacja w pomieszczeniach z gazowymi urządzeniami grzewczymi może doprowadzić do wydzielania się tlenku węgla. Zatrucie tlenkiem węgla może mieć bardzo poważne konsekwencje zdrowotne, może być śmiertelne.
Urządzenia do oczyszczania powietrza
Powietrze na zewnątrz budynków jest mniej lub bardzie zanieczyszczone, zwłaszcza w lecie. Stanowią je zwarte w powietrzu substancje obce w postaci kurzu, mgły, dymu, oparów, pary czy gazu. Dlatego też ważnym zadaniem wentylacji jest zapewnienie utrzymania określonej czystości powietrza w pomieszczeniu. Osiąga się to nie tylko przez stałe odświeżanie powietrza w pomieszczeniu, ale również przez filtrowanie powietrza dolotowego. Służą temu filtry i odpylacze, a do oczyszczania powietrza wywiewnego stosowane są cyklony.
Dla dokonania prawidłowego wyboru filtra powietrza bierze się pod uwagę wymagany poziom czystości powietrza w pomieszczeniu, względnie dopuszczane wartości emisji zanieczyszczeń na wylocie powietrza wywiewanego do atmosfery.
Biorąc pod uwagę metody oczyszczania powietrza filtry dzielimy na:
- Filtry mechaniczne (włókninowe) – oddzielanie kurzu odbywa się na drodze mechanicznej. Wykorzystuje się w nich efekt bezwładności i dyfuzji cząstek kurzu. Cząsteczki te trafiają na powierzchnię włókna i pozostają na niej do czasu nagromadzenia się odpowiedniej ich ilości. Zatrzymanie pojedynczych cząstek kurzu następuje przez siły elektrostatyczne. Im lepszy jest filtr włókninowy i gęstsze uzupełniające go szczeliwo, tym wyższa procentowo jest jego zdolność do zatrzymywania cząsteczek, ale jednocześnie tym wyższe są w nim spadki ciśnienia.
- Filtry adsorpcyjne – jako materiał filtracyjny stosuje się przede wszystkim węgiel aktywowany. Wkłady filtracyjne lub elementy filtra płytkowego wykonane z węgla aktywnego służą do oddzielenia substancji organicznych a także zanieczyszczeń mikroorganicznych, zawierających bakterie i wirusy. Filtry te należy wymieniać po osiągnięciu stanu nasycenia.
- Elektrofiltry – rodzaj odpylacza, w których usuwaniu pyłu z gazu (gazu technologicznego, spalin lub innych gazów odlotowych, powietrza) następuje poprzez wykorzystanie siły elektrostatycznej (prawo Coulomba), działającej na cząstki tego pyłu.
Według stopnia oddzielenia (filtracji) zanieczyszczeń filtry dzielimy na:
- Filtry zgrubne (wstępne) – cechuje je dobra skuteczność filtracji jedynie pyłów o wymiarach większych od 10 µm. Stosuje się je jako filtry wstępne w urządzeniach wymagających wielostopniowego oczyszczania.
- Filtry dokładne – stosowane w wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń o przeciętnych wymaganiach, dla pyłów o ziarnach większych od 1 µm.
- Filtry bardzo dokładne – służą do oddzielenia bardzo drobnych cząstek pyłu, np. sadzy z mgławicy farb w kabinach lakierniczych.
- Filtry zawiesinowe – stosowane są wszędzie tam, gdzie ilość cząsteczek zawiesin i zarodków zawartych w powietrzu dolotowym musi być bardzo niska. Są one stosowane głównie do sterylizacji powietrza.
Filtry stosowane w wentylacji, biorąc pod uwagę ich budowę można podzielić na:
- Filtry taśmowe – elementem filtra jest taśma z włókniny; w górnej części jest zamocowana rolka z czystą taśmą filtracyjną. Są one montowane w komfortowych instalacjach klimatyzacyjnych z zadaniem oczyszczenia powietrza dolotowego, a także jako filtry wstępne w instalacjach pomieszczeń szpitalnych. Szerokość taśmy zawiera się między 900 i 2000 m. prędkość napływu powietrza wynosi od 2,5 do 3m/s, stąd strumień powietrza w filtrach pojedynczych sięga max. 90 000 m/h.
- Filtry obiegowe – taśma filtracyjna jest ułożona w obudowie w kształcie litery V, celem zwiększenia powierzchni filtra. Filtry te mogą być wyposażone w system automatycznego oczyszczania.
- Filtry komorowe – są wykonane jako filtry ścienne, sufitowe czy kanałowe; szczególną och formą są filtry kieszeniowe lub workowe, wykorzystywane jako filtry zawiesinowe.
Wielostopniowa technologia filtrowania powietrza:
1. filtr HEPA pochłaniający mikrocząsteczki
2. filtr pochłaniający zapachy i gazy
3. filtr wstępnego oczyszczania
Filtry wstępne - są stosowane w systemach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń o przeciętnych wymaganiach czystości powietrza i w systemach pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości powietrza jako filtr wstępny przed filtrami o większej skuteczności filtracji.
Filtry dokładne - są stosowane jako ostatni stopień filtracji w systemach wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń o wysokich wymaganiach czystości powietrza oraz w systemach wentylacji pomieszczeń o bardzo wysokich wymaganiach czystości powietrza przed filtrami wysoko skutecznymi.
Filtry węglowe
Węgiel aktywny to tworzywo powszechnie stosowane jako materiał absorpcyjny (w różnych technikach oczyszczania).
Węgiel aktywny pozwala na pochłonięcie różnorodnych substancji, głównie organicznych, znajdujących się w powietrzu, neutralizuje też zapachy.