Branża filtracji przemysłowej opiera się obecnie na pierwszej w historii normie testów wydajności opracowanej specjalnie pod kątem czyszczonych impulsowo odpylaczy.Opublikowana 1 czerwca 2016 roku norma/standard ANSI/ASHRAE 199-2016 została opracowana w ramach współpracy organizacji American Society of Heating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE) oraz American Standards Testing Institute (ANSI).
Kierownik laboratorium firmy Donaldson, Chris Fischer, przewodniczył branżowemu komitetowi projektu na rzecz opracowania normy/standardu 199 i w ostatnim roku jego działalności odegrał kluczową rolę w finalizacji prac nad standardem/normą dot. testów, które trwały aż dekadę. Fischer koordynował prace grupy roboczej składającej się z konkurujących ze sobą producentów odpylaczy, użytkowników końcowych i wiodących laboratoriów badawczych. Andrew Untz, starszy inżynier projektu w firmie Donaldson, również zasiadał w komitecie przez trzy lata i znacznie przyczynił się do opracowania tej normy.
Dlaczego norma testowa jest tak ważna
Norma ANSI/ASHRAE 199-2016 określa pierwszą metodę testu laboratoryjnego służącą do pomiaru emisji, średniej spadku ciśnienia i zużycia powietrza w odpylaczach czyszczonych pulsacyjnie podczas eksploatacji w rzeczywistych warunkach. Celem jest udoskonalenie minimalnych wartości raportowania wydajności (MERV) – systemu oceny opracowanego pod kątem filtrów HVAC przez ASHRAE 52.2, ale z uwagi na brak bardziej odpowiednich metod testów stosowanego od lat również w odniesieniu do odpylaczy.
Klasyfkacja filtrów MERV ma następujące ograniczenia w zakresie odpylania:
- Klasyfkacja MERV określa wydajność filtra przy minimalnych obciążeniach statycznych, natomiast odpylacze muszą radzić sobie ze zmiennym obciążeniem pyłem o dużej objętości.
- Klasyfkacja MERV dotyczy wyłącznie wkładu filtracyjnego, a nie całego systemu czyszczenia impulsowego.
- Klasyfkacja MERV nie uwzględnia tego, że pewna ilość pyłu jest pożądana z punktu widzenia poprawy filtracji i pozwala ułatwić proces czyszczenia.
- Klasyfkacja MERV określa procent wychwytywania pyłu (np. 99% skuteczności), ale nie identyfikują faktycznego poziomu emisji, które opuszczają system.
- Klasyfkacja MERV faworyze gęste filtry, których obsługa i czyszczenie wymagają więcej energii, a okres żywotności bywa niekiedy krótki.
Z tych powodów norma dotycząca wydajności systemu odpylania została opracowana zbyt późno. Firma Donaldson nawiązała współpracę z innymi przedstawicielami branży, aby wypełnić istniejącą niszę i udostępnić klientom lepsze dane porównawcze.
Jak działa metodologia testowania
Klasyfkacja MERV dotyczy wyłącznie wkładów filtracyjnych. Podczas gdy norma 52.2 mierzy wydajność na podstawie rozmiarów cząstek, norma 199 skupia się na całym układzie, w tym filtrach powietrza i odpylaczu. Na późniejszych etapach, tj. podczas 48 godzin czyszczenia pulsacyjnego, zmiennego obciążenia pyłem oraz awarii i regeneracji dokonuje się pomiarów trzech głównych czynników wydajności, które odzwierciedlają rzeczywiste warunki.
Oto protokół testowy:
Kondycjonowanie: Zaczynając od czystego zestawu filtrów, tester przeprowadza wstępne obciążenie pyłem do wysokiego spadku ciśnienia ustawionego przez producenta, następnie uruchamia system czyszczenia pulsacyjnego na żądanie, w który wyposażony jest odpylacz i pozostawia go na 4 godziny. Później w ramach przygotowania filtrów włącza odpylacz na okres 24 godzin, przeprowadzając czyszczenie pulsacyjne w 10-sekundowych odstępach.
Test wydajności: Po kondycjonowaniu następuje końcowe ładowanie pyłu i kolejne 24 godziny czyszczenia na żądanie, które odzwierciedla sposób, w jaki użytkownik końcowy normalnie korzysta z kolektora. Wszystkie dane dotyczące wydajności pochodzą z ostatnich 4 godzin tego etapu czyszczenia na żądanie i pozwalają poznać poziom zużycia sprężonego powietrza oraz średniego spadku ciśnienia na filtrach.
Test regeneracji: Ostatni etap testu stanowi przejście do stanu krytycznego, w którym tester wyłącza system czyszczenia impulsowego (pulsacyjnego) i kontynuuje obciążanie filtrów do wartości zadanej wysokiego spadku ciśnienia równej 10 cali słupa wody. Taka procedura stanowi symulację obecnej w systemie usterki. Następnie tester ponownie włącza funkcję czyszczenia impulsowego, dzięki czemu może sprawdzić, czy filtry powracają do sytuacji przed krytycznego stanu.
Odpowiedz sobie na te trzy pytania dotyczące wybranego przez Ciebie odpylacza
Porównując odpylacze przed dokonaniem zakupu, warto zwrócić uwagę na:
- wydajność emisji
- zużycie energii
- okres żywotności filtra
Czynniki wydajności są ze sobą powiązane i składają się na całkowite koszty operacyjne.
Jakie dane dotyczące wydajności raportuje norma ANSI/ASHRAE 199
Norma 199 nie tylko określa jednolity test obowiązujący w przypadku wszystkich odpylaczy, ale wymaga również zastosowania jednolitego szablonu raportu. Dane podsumowujące odzwierciedlają czynniki wydajności, które mają naprawdę istotne znaczenie z punktu widzenia inżynierów zakładów i operatorów:
Emisje w mg/m³ – ilość cząstek stałych w odprowadzanych emisjach stanowi wskaźnik wydajności, ale wartości procentowe dotyczące wychwytywania to jedynie środek do osiągnięcia celu. Norma 199 mierzy bezwzględną wydajność emisji — ilość materiału przechodzącą przez odpylacz podczas normalnej eksploatacji. Jest to bardziej istotne z punktu widzenia kierowników zakładów, którzy muszą spełniać wymogi związane z przepisami i inne wymogi dotyczące raportowania.
Średni spadek ciśnienia w calach słupa wody – energia wymagana do przepuszczenia danego strumienia objętości powietrza przez układ z filtrami działającymi od pewnego czasu znacznie wpływa na koszty operacyjne. Co do zasady zużycie energii przez układ spada w miarę ograniczania średniego spadku ciśnienia. Ponadto niższe wartości ustabilizowanego spadku ciśnienia zazwyczaj wskazują na to, że filtry będą służyły dłużej.
Zużycie powietrza w ft³/1000 ft³. Zużycie energii obejmuje moc wentylatora potrzebną do przepuszczenia powietrza przez filtry, a także energię wymaganą w celu sprężania powietrza pod kątem czyszczenia pulsacyjnego. Jeżeli system utrzymuje stały poziom spadku ciśnienia filtra wynoszący 2 cale wskaźnika słupa wody i zużywa o 20 procent mniej energii niż rozwiązanie konkurencji przy identycznym ciśnieniu, zapewnia namacalne korzyści pod względem kosztów operacyjnych.
Jakie korzyści z perspektywy nabywców zapewnia norma 199
Dokonując wyboru odpylacza, należy wziąć pod uwagę wiele zastosowań, środowisk i innych zmiennych. W przeszłości porównywanie ofert stanowiło nie lada wyzwanie. W miarę jak raporty dotyczące normy 199 są coraz powszechniej wykorzystywane w systemach, klienci mogą jeszcze łatwiej zestawiać ze sobą różne konfiguracje. Trzeba jednak pamiętać o tym, że przeprowadzanie testów w zakresie normy 199 jest dobrowolne i nie wprowadzono żadnych przepisów, które go nakazują.
Firma Donaldson aktywnie wdraża metodologię normy 199 w swoich laboratoriach badawczych. Zgodnie z przyjętą koncepcją opracowywane obecnie odpylacze powinny bowiem spełniać jej założenia.
Firmy promujące powszechne wprowadzanie rozwiązań opartych o normę 199 liczą, że przyjmie się ona na rynku w taki sam sposób, jak miało to miejsce w przypadku poprzedniej normy ASHRAE 52.2 — sami klienci dostrzegają jej wartość dodaną i wymagają, aby dostawcy sprzętu filtracyjnego przekazali im potrzebne dane. W obliczu tego wyzwania firmy prowadzące działalność na rynku wentylacji przemysłowej będą musiały sprostać ich oczekiwaniom i udostępnić odpowiednie informacje. Według obecnych założeń norma 199 pozwoli wyeliminować producentów odpylaczy o niskiej wydajności, którzy składają klientom nierealistyczne obietnice dotyczące osiągów sprzętu.
W jaki sposób inżynierowie zakładu mogą już teraz korzystać z zalet normy ANSI/ASHRAE 199? Warto skupić się na jej trzech podstawowych kryteriach testowych. Należy zapytać dostawców o wydajność emisji, zużycie energii i okres żywotności filtra, ponieważ wszystkie te czynniki są ze sobą ściśle powiązane i składają się na całkowity koszt posiadania. Uwalnianie do środowiska emisji i całkowita energia zużywana do zasilania systemu w ciągu roku mogą stanowić z perspektywy firmy bardziej istotną miarę wydajności niż wysoka ocena MERV.
