Ilmanvaihtojärjestelmän suodattimien vertailu mittausten perusteella
Kariaho, Sami (2018)
Kariaho, Sami
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805239833
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201805239833
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä tutkittiin eri valmistajien ilmanvaihtojärjestelmiin tarkoitettuja suodattimia ja tavoitteena oli löytää laadulliset perusteet Varsinais-Suomen sairaanhoitopiirin (VSSHP) hankintaosastolle suodattimien kilpailutusta varten.
Työssä etsittiin kirjallisuudesta tietoa suodatuksen alkuajoista jotta saatiin perspektiiviä siihen mistä on lähdetty ja miksi ja mihin ollaan tultu. Lisäksi työssä käsiteltiin erilaiset suodatusmekanismit jotka vaikuttavat erilaisten suodattimien kykyyn erottaa ulkoilmasta erilaisia hiukkasia. Työssä käsiteltiin myös uusimpia innovaatioita suodatinmateriaalien osalta.
Tutkimusta varten tehtiin sekä laboratoriomittauksia että kenttämittauksia käytössä olleista ilmanvaihtokoneista vuoden mittausjaksolla. Mitattuja asioita olivat ulkoilman lämpötila ja suhteellinen kosteus sekä ilman hiukkaspitoisuus kolmesta eri mittauspisteestä. Mitatut hiukkaskoot olivat 0,3 µm 0,5 µm ja 1,0 µm. Lisäksi mitattiin paine-erot suodattimien yli sekä ilmanvaihtokoneiden sähköverkosta ottama sähköenergia. Laboratoriossa testattiin laajapintasuodattimien erotus- ja läpäisyasteet testipölyn avulla ja lisäksi suodattimet punnittiin. Punnitus uusittiin mittausten loputtua.
Mittauksista saatiin paljon dataa ja niiden perusteella laskettiin suodattimien läpäisy- ja erotusasteet joilla on suurin merkitys sisään puhallettavan ilman laatuun. Paras erotusaste mittausten perusteella oli 97 % (0,3 µm), 98 % (0,5 µm) ja 99 % (1,0 µm) kun heikoin erotusaste oli 78 % (0,3 µm), 83 % (0,5 µm) ja 86 % (1,0 µm).
Mittauksista saatiin myös suodattimien painehäviöt joiden perusteella laskettiin suodattimien aiheuttama energiankulutus ja sitä peilattiin myös sairaanhoitopiirin vuosittaiseen suodattimien volyymiin. Painehäviöt muunnettiin vastaamaan pienimmän ja suurimman koneen ilmamääriä (200 l/s ja 270 l/s) ja niiden perusteella pienin painehäviö oli 7,8 Pa ja 10,9 Pa kun suurin painehäviö oli 18,7 Pa ja 26,3 Pa.
Suodattimien punnitus osoitti että pääosin suodattimiin jäi mittausjakson aikana 4 - 6 g pölyä mutta parhaaseen suodattimeen jäi peräti 14 g.
Työssä päästiin niihin tavoitteisiin joihin pyrittiin. Tulosten perusteella voidaan valita ne suodattimet jotka sopivat sairaaloiden hygieniavaatimuksiin parhaiten ja joista hankintaosasto voi kilpailuttaa koko piirille samat suodattimet.
Työssä etsittiin kirjallisuudesta tietoa suodatuksen alkuajoista jotta saatiin perspektiiviä siihen mistä on lähdetty ja miksi ja mihin ollaan tultu. Lisäksi työssä käsiteltiin erilaiset suodatusmekanismit jotka vaikuttavat erilaisten suodattimien kykyyn erottaa ulkoilmasta erilaisia hiukkasia. Työssä käsiteltiin myös uusimpia innovaatioita suodatinmateriaalien osalta.
Tutkimusta varten tehtiin sekä laboratoriomittauksia että kenttämittauksia käytössä olleista ilmanvaihtokoneista vuoden mittausjaksolla. Mitattuja asioita olivat ulkoilman lämpötila ja suhteellinen kosteus sekä ilman hiukkaspitoisuus kolmesta eri mittauspisteestä. Mitatut hiukkaskoot olivat 0,3 µm 0,5 µm ja 1,0 µm. Lisäksi mitattiin paine-erot suodattimien yli sekä ilmanvaihtokoneiden sähköverkosta ottama sähköenergia. Laboratoriossa testattiin laajapintasuodattimien erotus- ja läpäisyasteet testipölyn avulla ja lisäksi suodattimet punnittiin. Punnitus uusittiin mittausten loputtua.
Mittauksista saatiin paljon dataa ja niiden perusteella laskettiin suodattimien läpäisy- ja erotusasteet joilla on suurin merkitys sisään puhallettavan ilman laatuun. Paras erotusaste mittausten perusteella oli 97 % (0,3 µm), 98 % (0,5 µm) ja 99 % (1,0 µm) kun heikoin erotusaste oli 78 % (0,3 µm), 83 % (0,5 µm) ja 86 % (1,0 µm).
Mittauksista saatiin myös suodattimien painehäviöt joiden perusteella laskettiin suodattimien aiheuttama energiankulutus ja sitä peilattiin myös sairaanhoitopiirin vuosittaiseen suodattimien volyymiin. Painehäviöt muunnettiin vastaamaan pienimmän ja suurimman koneen ilmamääriä (200 l/s ja 270 l/s) ja niiden perusteella pienin painehäviö oli 7,8 Pa ja 10,9 Pa kun suurin painehäviö oli 18,7 Pa ja 26,3 Pa.
Suodattimien punnitus osoitti että pääosin suodattimiin jäi mittausjakson aikana 4 - 6 g pölyä mutta parhaaseen suodattimeen jäi peräti 14 g.
Työssä päästiin niihin tavoitteisiin joihin pyrittiin. Tulosten perusteella voidaan valita ne suodattimet jotka sopivat sairaaloiden hygieniavaatimuksiin parhaiten ja joista hankintaosasto voi kilpailuttaa koko piirille samat suodattimet.