Виды воздушных фильтров для вентиляции: классы очистки, конструкции и как выбрать

Воздушный фильтр в системе вентиляции решает задачу, о которой чаще всего вспоминают только тогда, когда она не решена: он не даёт пыли, аэрозолям, парам реагентов и запахов попадать туда, куда им попадать нельзя — в чистое помещение, в лёгкие персонала, в оборудование или в атмосферу через вытяжку. При этом «фильтр» — не универсальное изделие, а целый класс продукции: панельные, карманные, кассетные, рулонные, угольные, химически стойкие — каждый со своей задачей, ресурсом и ценой. В статье разбираем, какие виды фильтров существуют, чем они отличаются по классу очистки и конструкции и как подобрать нужный вариант под конкретное производство.

Сравнение типов фильтров (PDF)

Содержание статьи:

1. Зачем нужен воздушный фильтр и что будет, если его не поставить.
2. Классы очистки: G, M, F, H, U и международный стандарт ISO 16890.
3. Виды фильтров по конструкции: панельные, карманные, кассетные, рулонные, цилиндрические.
4. Материалы фильтрующего элемента: стекловолокно, синтетика, уголь, полипропилен.
5. Химически стойкие фильтры для агрессивных сред.
6. Сравнение типов фильтров по задачам.
7. Как выбрать фильтр под конкретную задачу.
8. Установка, обслуживание и подбор оборудования.

1. Зачем нужен воздушный фильтр и что будет, если его не поставить

Вентиляционная система перемещает воздух, но не «знает», что в нём находится. Без фильтра в воздуховоды, вентиляторы и на рабочие поверхности попадает всё то, что есть в воздухе помещения или улицы: механическая пыль, металлическая стружка, пары кислот и щелочей, масляный туман, запахи. Итог предсказуем — ускоренный износ вентиляторов, забитые сечения воздуховодов, налипание загрязнений на фасонные элементы и, как следствие, превышение норм ПДК на выбросе или на рабочем месте.

Фильтр решает три разные задачи, и важно не путать их между собой:

• защита оборудования — от пыли и абразивных частиц, которые сокращают ресурс вентилятора и клапанов;
• защита людей и продукта — тонкая очистка приточного воздуха для чистых помещений, лабораторий, фармацевтических и пищевых производств;
• защита атмосферы — улавливание аэрозолей и паров реагентов на вытяжке из гальванических и химических цехов перед выбросом.

Ошибка, которую часто допускают на этапе проектирования, — выбор фильтра «по умолчанию», без привязки к реальному составу загрязнений. В результате либо переплачивают за избыточный класс очистки там, где достаточно грубой фильтрации, либо наоборот — ставят дешёвый панельный фильтр там, где нужна химстойкая конструкция, и получают отказ оборудования уже через несколько недель эксплуатации.

2. Классы очистки: G, M, F, H, U и международный стандарт ISO 16890

Все фильтры делят на группы по эффективности улавливания частиц. Долгое время в России и Европе использовался стандарт EN 779 с буквенно-цифровой маркировкой:

• G1–G4 — грубая очистка, задерживают крупную пыль, ворс, насекомых;
• M5–M6 — средняя очистка, промежуточное звено между грубой и тонкой фильтрацией;
• F7–F9 — тонкая очистка, задерживают мелкодисперсную пыль и часть аэрозолей;
• H10–H14 — фильтры высокой эффективности (HEPA), используются в чистых помещениях;
• U15–U17 — фильтры сверхвысокой эффективности (ULPA), задерживают до 99,999995% частиц.

С 2018 года всё активнее применяется новый стандарт ISO 16890, который классифицирует фильтры не по абстрактному классу, а по способности задерживать конкретные фракции пыли — PM1, PM2,5 и PM10, — что ближе к реальным задачам вентиляции и качества воздуха.

Таблица 1. Классы очистки воздушных фильтров и область применения

Для большинства промышленных вентиляционных систем достаточно связки «предфильтр грубой очистки (G) + основной фильтр средней или тонкой очистки (M/F)». Классы H и U нужны точечно — там, где к чистоте воздуха предъявляют повышенные требования.

3. Виды фильтров по конструкции: панельные, карманные, кассетные, рулонные, цилиндрические

Класс очистки говорит «насколько тонко» фильтр чистит воздух, а конструкция — «как» он это делает и сколько пыли способен накопить до замены.

• Панельные фильтры — плоская рамка с фильтрующим материалом (стекловолокно, синтетика, металлическая сетка). Самая простая и недорогая конструкция, обычно классы G2–G4. Ставятся на воздухозабор и как предфильтры.
• Карманные фильтры — рамка с несколькими «карманами» из фильтроткани, за счёт большой площади поверхности имеют увеличенный ресурс по сравнению с панельными при том же классе очистки (обычно M5–F9).
• Кассетные фильтры — фильтрующий материал уложен гармошкой (плиссе) в жёсткой рамке, что даёт большую площадь фильтрации при компактных габаритах. Часто применяются как финишная ступень перед HEPA.
• Рулонные фильтры — полотно фильтроткани, перематываемое с одной катушки на другую по мере загрязнения; удобны там, где нужна минимизация ручного обслуживания на больших воздушных потоках.
• Цилиндрические (патронные) фильтры — гофрированный элемент цилиндрической формы, применяются в системах аспирации и на линиях с высокой запылённостью.
• Угольные фильтры — отдельный тип, где вместо (или вместе с) механическим улавливанием частиц происходит адсорбция газов и запахов активированным углём.

Подробнее о том, как эти фильтры встраиваются в общую систему коротких и длинных участков вентиляции, — в статье «Воздуховоды из полипропилена: виды, характеристики, цены и монтаж».

4. Материалы фильтрующего элемента: стекловолокно, синтетика, уголь, полипропилен

От материала зависит не только класс очистки, но и совместимость фильтра со средой, в которой он работает:

• Стекловолокно — классический материал для панельных и карманных фильтров грубой и средней очистки. Дёшев, но плохо переносит высокую влажность и агрессивные пары.
• Синтетическое волокно (полиэстер) — более универсальный вариант, устойчив к влаге, применяется в фильтрах широкого диапазона классов от G до F.
• Металлическая сетка — многоразовый вариант для грубой очистки (жироулавливающие фильтры на кухонных вытяжках, предфильтры на пыльных производствах), моется и используется повторно.
• Активированный уголь — не столько фильтрует частицы, сколько адсорбирует газообразные загрязнители и запахи; применяется в комбинированных фильтрах на вытяжках химических цехов.
• Полипропилен и другие химически стойкие полимеры — материал корпуса и, в ряде случаев, самого фильтрующего элемента там, где на фильтр воздействуют кислотные и щелочные пары. Именно из полипропилена изготавливают волокнистые фильтры для вентиляции гальванических и химических производств.

Выбор материала напрямую влияет на ресурс фильтра: стекловолокно в условиях повышенной влажности слёживается и теряет пропускную способность за недели, тогда как синтетика и полипропилен сохраняют структуру заметно дольше при тех же условиях эксплуатации.

5. Химически стойкие фильтры для агрессивных сред

Отдельная категория — фильтры, которые работают не с бытовой пылью, а с кислотными и щелочными аэрозолями, парами хрома, никеля, растворителей. Обычный фильтр из стекловолокна в металлической рамке в такой среде быстро разрушается: металл корродирует, а сама фильтрующая среда теряет структуру под действием реагентов.

Для гальванических цехов, травильных участков, лабораторий и производств с агрессивными выбросами применяют волокнистые химически стойкие фильтры из полипропилена — их корпус и каркас не вступают в реакцию с большинством кислот, щелочей и растворителей, а сам фильтрующий слой рассчитан на улавливание кислотных и щелочных туманов. Компания «ПолимерИзделия» производит такие фильтры (в том числе линейку ФВГ и ФГК) собственными силами — это часть общей системы химстойкой вентиляции, куда входят и воздуховоды, и вентиляторы, и фильтровальные станции для гальванических ванн.

Если вентиляция цеха в целом собирается из полимерных элементов, важно, чтобы и фильтр, и воздуховод, и фасонные детали были выполнены из совместимых по химстойкости материалов — иначе слабым звеном станет именно фильтр. Подробнее про подбор материалов для агрессивных сред читайте в других статьях нашего раздела «Статьи», а сам фильтр можно посмотреть в разделе каталога «Воздушные фильтры».

6. Сравнение типов фильтров по задачам

Таблица 2. Сравнение типов фильтров по классу очистки, ресурсу и стойкости к среде

7. Как выбрать фильтр под конкретную задачу

Чтобы не переплатить и не получить фильтр, который выйдет из строя за месяц, отталкивайтесь от трёх вопросов:

1. Что нужно улавливать — частицы или газы? Механическую пыль ловят волокнистые и сетчатые фильтры, запахи и пары реагентов — угольные или комбинированные варианты.
2. Насколько агрессивна среда? Обычная бытовая пыль — подходит стекловолокно и синтетика. Кислотные и щелочные аэрозоли гальванического или химического цеха — нужен химстойкий фильтр с полипропиленовым корпусом.
3. Какой класс очистки требует технология или норматив? Для защиты вентилятора достаточно G-класса, для чистых помещений — F9 и выше, для операционных и микроэлектроники — H/U-класс (HEPA/ULPA).

Часто система строится каскадом: сначала предфильтр грубой очистки (G), который принимает на себя основную пылевую нагрузку и продлевает жизнь дорогому финишному фильтру, а затем — основной фильтр нужного класса под конкретную задачу. Такой подход снижает эксплуатационные расходы, потому что предфильтры дешевле и меняются чаще, а дорогой финишный фильтр служит дольше и реже требует остановки линии для замены.

Если система вентиляции собирается для агрессивной среды целиком — от воздуховода до вентилятора, — имеет смысл сразу закладывать химстойкие материалы на всех участках, а не только в самом фильтре: экономия на воздуховоде обычно оборачивается более частыми ремонтами уже в первый год эксплуатации.

8. Установка, обслуживание и подбор оборудования

Фильтр — расходный элемент, и его нужно не только правильно подобрать, но и вовремя обслуживать. Общие правила:

• Место установки. Предфильтры — сразу на воздухозаборе или перед вентилятором; финишные фильтры тонкой очистки — как можно ближе к защищаемому объекту (чистому помещению, оборудованию).
• Контроль загрязнения. Рост аэродинамического сопротивления фильтра — главный признак того, что его пора менять; на панелях управления современных систем для этого ставят дифференциальные манометры.
• Периодичность замены. Зависит от запылённости воздуха и класса фильтра: предфильтры грубой очистки меняют раз в 1–3 месяца, тонкие и химстойкие — по показаниям сопротивления или раз в 3–6 месяцев.
• Совместимость корпуса. Корпус фильтра и место его врезки в воздуховод должны быть из одного класса материалов по химстойкости — иначе именно узел соединения станет точкой разрушения всей системы.

Таблица 3. Соответствие задачи, типа фильтра и раздела каталога

Все расчёты по конкретному объекту — производительности, классу очистки, материалу корпуса — наши инженеры делают индивидуально: подробнее о команде и производстве в разделе «О компании», а примеры реализованных систем вентиляции — в «Портфолио».