Ilmanvaihtojärjestelmän suodattimien vertailu mittausten perusteella

Abstract

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.

The purpose of this thesis was to study different air-filters from the several manufacturers and the goal was to find qualitative bases to tendering out the air-filters in VSSHP.

The knowledge from the beginning of the filtration was looked from a literature to get perspective to where all has started and why and where we are now. Additionally this thesis was handled different mechanisms of the filtration which affects to different filters ability of separating particles from the air. Also the newest innovations of the materials of the filters was handled.

There were measurements made in the laboratory and the field because of this thesis in the ventilation systems which were in the use at the period of one year. Issues that were measured was temperature and relative humidity of outside air and the amount of particles from three different measuring points. Measured particle sizes was 0,3 µm, 0,5 µm and 1,0 µm. Additionally the difference of pressure of the filters was measured and also the electric energy taken from the electric grid. Separation- and penetration degrees of the filters was tested in laboratory and filters was also weighted at the beginning and after measuring period.

Measurements gave a lot of data and based of that separation- and penetration degrees was calculated which has the biggest meaning of quality of indoor air. The best separation degree was 97 % (0,3 µm), 98 % (0,5 µm) and 99 % (1,0 µm) when the worst was 78 % (0,3 µm), 83 % (0,5 µm) and 86 % (1,0 µm).

Measurements gave also the pressure loss of the filters and based on those the energy consumption of the filters was calculated. It was compared to the annual volume of the VSSHP. Pressure losses was changed to equal the amount of the air-flow of the smallest and the biggest ventilation machine (200 l/s and 270 l/s) and based of that the smallest pressure loss was 7,8 Pa and 10,9 Pa when the biggest was 18,8 Pa and 26,3 Pa.

Weighting of the filters shows that the dust amount attached on the filters was 4 – 6 g but the biggest amount was 14 g.

The goals of the thesis was achieved. Based on the results the suitable filters that fits the hygiene requirements of the hospitals can be choose and the procurement can tender out the same filters to all hospitals in VSSHP.