ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ЕРА, НЕРА И ULPA
Часть 5
Определение эффективности фильтрующих элементов
EN 1822-5:2009 High efficiency air filters (ЕРА, HEPA and ULPA) - Part 5: Determining the efficiency of filter elements (IDT)
Издание официальное
Москва
Стандартинформ
2014
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Общероссийской общественной организацией «Ассоциация инженеров по контролю микрозагрязнений» (АСИНКОМ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4 и Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем (АО «НИЦ КД»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 184 «Обеспечение промышленной чистоты»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 октября 2014 г. №1420-ст
4 Настоящий стандарт идентичен европейскому региональному стандарту ЕН 1822-5:2009 «Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 5. Определение эффективности фильтрующих элементов)» (EN 1822-5:2009 «High efficiency air filters (ЕРА, HEPA and ULPA) — Part 4 Determining the efficiency of filter elenrents»)
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правипа применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)
О Стандартинформ. 2014
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
ГОСТ РЕН 1822-5—2014
Содержание
1 Область применения.....................................................................................................................................1
2 Нормативные ссылки.....................................................................................................................................1
3 Термины и определения...............................................................................................................................2
4 Описание метода...........................................................................................................................................2
4.1 Общие положения..................................................................................................................................2
4.2 Метод испытаний с использованием фиксированного пробоотборника...........................................3
4.3 Метод сканирования...............................................................................................................................3
4.4 Статистический метод оценки эффективности ЕРА фильтров (группа Е)........................................3
5 Контролируемый фильтр..............................................................................................................................3
6 Испытательный стенд....................................................................................................................................4
6.1 Общие положения..................................................................................................................................4
6.2 Воздуховод для испытаний....................................................................................................................4
6.2.1 Подготовка контрольного воздуха.............................................................................................4
6.2.2 Регулирование расхода воздуха................................................................................................4
6 2.3 Измерение расхода воздуха.......................................................................................................4
6.2.4 Секция смешивания аэрозолей..................................................................................................4
6.2.5 Крепление фильтра.....................................................................................................................4
6.2.6 Точки измерения перепада давления.......................................................................................5
6.2.7 Отбор проб до фильтра..............................................................................................................5
6.3 Оборудование для генерирования аэрозолей и измерений...............................................................6
6.3.1 Общие положения.......................................................................................................................6
6.3.2 Испытательный стенд для работы с монодисперсным контрольным аэрозолем.................6
6.3.3 Испытательный стенд для работы с полидисперным контрольным аэрозолем...................6
7 Требования к контрольному воздуху.........................................................................................................11
8 Методика испытаний...................................................................................................................................11
8.1 Проверка параметров при подготовке к работе.................................................................................11
8.2 Подготовка генератора аэрозолей к работе......................................................................................11
8.3 Подготовка контролируемого фильтра...............................................................................................11
8.3.1 Установка фильтра....................................................................................................................11
8.3.2 Обдув фильтра..........................................................................................................................11
8.4 Проведение испытаний........................................................................................................................11
8 4.1 Измерение перепада давления................................................................................................11
8 4 2 Испытания с помощью монодисперсного аэрозоля...............................................................11
8.4.3 Испытания с помощью полидисперсного аэрозоля...............................................................12
9 Оценка результатов испытаний..................................................................................................................12
10 Протокол испытаний..................................................................................................................................13
11 Техническое обслуживание и контроль испытательного оборудования..............................................16
Приложение А (справочное) Метод испытаний и определения класса фильтров с MPPS S 0.1 мкм
(например, мембранных фильтров)...................................................................................17
Приложение В (обязательное) Испытания и определение класса фильтров из заряженных
синтетических волокон........................................................................................................19
Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных европейских региональных
стандартов национальным стандартам Российской Федерации....................................21
Библиография................................................................................................................................................22
III
ГОСТ РЕН 1822-5—2014
Введение
Настоящий стандарт устанавливает требования к эффективным (ЕРА), высокоэффективным (НЕРА) и сверхвысокоэффективным фильтрам очистки воздуха (ULPA), основные принципы их испытаний и маркировки.
Отличие методов испытаний по настоящему стандарту от прежних подходов заключается в методе определения интегральной эффективности. Вместо использования соотношений массы загрязнений данный метод основан на счете частиц с размером, при котором частицы обладают наибольшей проникающей способностью или проскоком (MPPS). Для фильтров из микростекловолокна этот размер находится в пределах от 0.12 до 0.25 мкм. Метод позволяет также контролировать ультрамалый проскок частиц, что было невозможно ранее из-за низкой чувствительности прежних методов.
Для мембранных и синтетических фильтрующих материалов установлены специальные методы (приложения А и В настоящего стандарта).
Комплекс международных стандартов ЕН 1822 «Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА, НЕРА и ULPA» состоит из следующих частей.
- часть 1. Классификация, методы испытаний, маркировка;
-часть 2. Генерирование аэрозолей, измерительные приборы, статистические методы обработки;
- часть 3. Испытания плоских фильтрующих материалов;
- часть 4. Обнаружение утечек в фильтрующих элементах (метод сканирования);
- часть 5. Определение эффективности фильтрующих элементов.
IV
ГОСТ P EH 1822-5—2014
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ЕРА, НЕРА И ULPA
Часть 5
Определение эффективности фильтрующих элементов
High efficiency air filters ЕРА. HEPA and ULPA. Part 5.
Determining the efficiency of filter elements
Дата введения — 2015—12—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод контроля эффективных воздушных фильтров по частицам (ЕРА), высокоэффективных (НЕРА) и ультравысокоэффективных фильтров (ULPA). используемых в системах вентиляции и кондиционирования и технологическом оборудовании, в том числе в чистых помещениях и в фармацевтической промышленности.
Метод определения эффективности основан на счете частиц и использовании жидких материалов для генерирования контрольных аэрозолей и позволяет стандартизировать классификацию фильтров по их эффективности.
Настоящий стандарт входит в комплекс стандартов ЕН 1822 и устанавливает метод определения эффективности фильтрующих элементов (фильтроэлементов) с указанием условий и порядка проведения контроля, требований к образцу проверяемого материала, оборудованию и порядку оценки результатов контроля.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ЕН 779:2002 Фильтры очистки воздуха общего назначения Определение эффективности фильтрации (EN 779:2002 Particulate air filters for general ventilation — Determination of the filtration performance)
EH 1822-1:2009 Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA, Часть 1. Классификация, методы испытаний, маркировка (EN 1822-1 2009 High efficiency air filters (ЕРА. НЕРА and ULPA) — Part 1: Classification, performance testing, marking)
EH 1822-2:2009 Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 2. Генерирование аэрозолей, измерительные приборы, статистические методы обработки (EN 1822-3:2009 High efficiency air fitters (ЕРА. НЕРА and ULPA) — Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle counting statistics)
EH 1822-3 Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 3. Испытание плоских фильтрующих материалов (EN 1822-3 High efficiency air filters (ЕРА. НЕРА and ULPA) — Part 3: Testing flat sheet filter media)
EH 1822-4 Высокоэффективные фильтры очистки воздуха ЕРА. НЕРА и ULPA. Часть 4. Испытания фильтров на утечку (метод сканирования) (EN 1822-4 High efficiency air filters (ЕРА. НЕРА and ULPA) — Part 4: Determining leakage of filter elements (scan method)]
EH 14799:2007 Фильтры для общей очистки воздуха. Термины (EN 14799 2007. Air filters for general air cleaning — Terminology)
EH ИСО 5167-1 Измерение потока текучей среды с помощью устройств для измерения перепада давления, помещенных в заполненные трубопроводы круглого сечения Часть 1. Общие принципы и
Издание официальное
требования (ИСО 5167-1:2003) [EN ISO 5167-1 Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-section conduits running full — Part 1: General principles and requirements (ISO 5167-1:2003)]
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины и определения, приведенные в ЕН 14799, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 время отбора пробы (sampling duration): Время, в течение которого ведется счет частиц в отбираемом объеме воздуха до и после фильтра.
3.2 метод контроля с фиксированными пробоотборниками (measuring procedure with fixed sampling probes): Метод контроля интегральной эффективности с помощью фиксированных (неподвижных) пробоотборников до и после фильтра.
3.3 метод общего счета частиц (total particle count method): Метод счета частиц, при котором общее число частиц (без разделения по размерам) может быть определено для определенного контролируемого объема воздуха (например, с использованием счетчика ядер конденсации).
3.4 метод счета и определения размеров частиц (particle counting and sizing method): Метод счета частиц, который позволяет определять как общее число частиц, так и их распределение по размерам (например, с помощью оптического счетчика частиц).
4 Описание метода
4.1 Общие положения
Для определения эффективности контролируемый фильтр закрепляют в испытательном стенде и подают контрольный воздух с номинальным расходом. После измерения перепада давления на фильтре при номинальном расходе выполняется очистка (продувка) фильтра чистым воздухом. Затем подается контрольный аэрозоль от генератора аэрозолей, который смешивается с подготовленным воздухом в секции смешивания с образованием однородного состава в поперечном сечении воздуховода.
Определение эффективности выполняется для частиц с наибольшей проникающей способностью (MPPS) согласно ЕН 1822-3. Дополнительно может быть определено распределение аэрозольных частиц по размерам с использованием соответствующего оборудования, например дифференциального анализатора подвижности частиц (DMPS).
Испытания могут проводиться с использованием как монодисперсного, так и полидислерсного аэрозоля. При использовании квазимонодисперсного аэрозоля общий счет частиц может выполняться с помощью счетчика ядер конденсации (CNC) или оптического счетчика частиц (ОРС). например лазерного счетчика частиц. Следует убедиться, что средний диаметр частиц соответствует точке MPPS. т. е. размеру частиц, при котором фильтрующий материал имеет наименьшую эффективность.
При использовании полидислерсного аэрозоля следует применять оптический счетчик частиц, который, кроме счета частиц, может определять распределение частиц по размерам. Следует убедиться, что средний размер частиц Dw контрольного аэрозоля находится в пределах
- < Су,, < MPPS ■ 1,5
При определении интегральной эффективности следует отобрать представительные пробы воздуха до и после фильтрующего элемента и подать их на счетчик (счетчики) частиц для определения числа частиц.
Интегральная эффективность может быть определена одним из двух методов:
- с помощью фиксированных пробоотборников (4.2);
- с помощью одного или нескольких подвижных пробоотборников после фильтра (метод сканирования по 4.3).
В обоих методах отбор пробы до фильтра выполняется с помощью фиксированного пробоотборника. Численные концентрации и интегральная эффективность определяются по результатам счета частиц во время отбора пробы для данного расхода воздуха.
ГОСТ РЕН 1822-5—2014
4.2 Метод испытаний с использованием фиксированного пробоотборника
Данный метод предусматривает использование фиксированного пробоотборника, расположенного после фильтра, для определения интегральной эффективности. Секция смешивания, устанавливаемая после фильтра, служит для обеспечения однородного смешивания аэрозоля с контрольным воздухом по поперечному сечению воздуховода (6.2).
4.3 Метод сканирования
Интегральную эффективность можно определить путем усреднения данных счета частиц при сканировании поверхности фильтра. Описание испытательного стенда для метода сканирования приведено в ЕН 1822-4.
При сканировании отбор проб после фильтра выполняется непосредственно вблизи его поверхности с помощью одного или нескольких перемещающихся пробоотборников, которые способны пересекать все поперечное сечение фильтра и его раму (элементы крепления) перекрывающими движениями без пропусков.
Испытательное оборудование во многом аналогично тому, что используется при неподвижных пробоотборниках.
Отличие метода сканирования состоит в том. что секция смешивания после фильтра отсутствует и вместо нее предусмотрена трехкоординатная система перемещения пробоотборников после фильтра. Поскольку контрольный воздуховод обычно открыт, следует предусмотреть защиту от проникания загрязненного воздуха снаружи.
Данный метод предусматривает суммирование результатов счета всех частиц в ходе сканирования (контроле на утечку или проскок).
В последующих разделах данного стандарта контроль интегральной эффективности с фиксированными пробоотборниками рассматривается независимо от контроля на утечку.
4.4 Статистический метод оценки эффективности ЕРА фильтров (группа Е)
Для ЕРА фильтров должен использоваться один из методов по 4.2 и 4.3. В отличие от НЕРА фильтров (группа Н) и ULPA фильтров (группа U) для ЕРА фильтров не обязательно выполнять контроль эффективности для каждого отдельного фильтра. Интегральную эффективность ЕРА фильтров следует определять путем усреднения результатов при статистической обработке результатов испытаний по приведенной ниже методике.
Следует привести данные о фильтре в соответствии с разделом 10. оформляемые в виде сертификата контроля или протокола заводских испытаний. Поставщик должен представить по требованию доказательство приведенных в протоколе данных. Это может быть выполнено:
- предоставлением результатов статистического контроля в соответствии с применяемой системой менеджмента качества (например по (11). оформленных в соответствии с ЕН 1822 (все части), либо
- применением признанных статистических методов для контроля всех серий ЕРА фильтров. Также может применяться метод выборочного контроля по (2) или любой другой эквивалентный метод.
Примечание — Метод выборочного контроля по [2] в начале предусматривает высокую частоту контроля (периодичность контроля мала), но мере роста объемов производства и подтверждении соответствия фильтров заданным требованиям периодичность контроля может быть увеличена Например, для первых восьми серий продукции проводится сплошной контроль Если все результаты контроля положительны, то периодичность контроля может быть увеличена в два раза для следующих восьми серий фильтров Если все результаты контроля снова положительны, то периодичность контроля может быть снова увеличена в два раза и т. д до тех пор. пока нужно будет проверять только одну серию из восьми (максимальная периодичность контроля) Каждый раз. когда наблюдается несоответствие одного из испытанных фильтров заданным требованиям, периодичность контроля уменьшается в два раза В любом случае число контролируемых фильтров в серии должно быть более трех
5 Контролируемый фильтр
Контролируемый фильтр не должен иметь видимых повреждений или других отклонений от нормы. Фильтр требует осторожного обращения. Его маркировка должна быть четкой, стойкой и содержать следующие данные:
3
a) обозначение фильтра;
b) обозначение стороны, на которую подается воздух.
Температура фильтра и подаваемого на него воздуха должны быть одинаковы.
6 Испытательный стенд
6.1 Общие положения
Принцип построения стенда аналогичен испытательному стенду по ЕН 1822-1 (рисунок 4). Схема стенда приведена на рисунке 1 настоящего стандарта.
Основы процессов получения и нейтрализации аэрозолей с подробным описанием приборов и оборудования приведены в ЕН 1822-2.
6.2 Воздуховод для испытаний
6.2.1 Подготовка контрольного воздуха
Оборудование для подготовки контрольного воздуха должно соответствовать требованиям раздела 7.
6.2.2 Регулирование расхода воздуха
Испытания фильтра следует проводить при номинальном расходе воздуха. Следует предусмотреть регулирование расхода воздуха с необходимой точностью (например, изменением скорости вращения вентилятора или открытием заслонки) для обеспечения постоянства расхода в пределах ± 5 % номинального значения. В ходе кахщого испытания колебания расхода воздуха не должны превышать ± 2 %.
6.2.3 Измерение расхода воздуха
Измерение расхода воздуха выполняют стандартным или калиброванным методом, например измерением перепада давления с использованием пластин с отверстием, форсунок, трубок Вентури по ЕН ИСО 5167-1.
Ошибка измерений не должна превышать 5 % измеряемой величины.
6.2.4 Секция смешивания аэрозолей
Конструкция устройства ввода аэрозолей и секции смешивания (рисунок 1) должна обеспечивать концентрацию аэрозоля в разных точках поперечного сечения воздуховода непосредственно перед фильтром, не отличающуюся более чем на 10 % средней величины, полученной по крайней мере по девяти точкам измерения, распределенных равномерно по поперечному сечению воздуховода.
6.2.5 Крепление фильтра
Крепление фильтра должно обеспечивать герметичность конструкции и соответствие потока воздуха заданным требованиям. Не должно быть препятствий для прохода воздуха ни в одной из частей стенда.
4
ГОСТ РЕН 1822-5—2014
Рисунок 1 — Пример испытательного стенда
6.2.6 Точки измерения перепада давления
Точки измерения перепада давления должны быть выбраны так. чтобы обеспечить достоверное определение среднего значения статического давления до и после фильтра. Плоскости измерения давления до и после фильтра должны быть выбраны в местах, где поток однороден.
Отверстия в прямоугольных или квадратных воздуховодах контрольного воздуха должны иметь диаметр от 1 до 2 мм, быть равными и располагаться в середине стенок воздуховода перпендикулярно направлению потока. Четыре отверстия для измерений должны быть соединены кольцевой трубкой.
6.2.7 Отбор проб до фильтра
Из потока воздуха отбираются пробы с помощью пробоотборников и подаются в счетчики частиц. Диаметр пробоотборников должен быть определен с учетом условия изокинетичности в воздуховоде при заданном расходе воздуха. Ошибками пробоотбора можно пренебречь благодаря малому размеру частиц в контрольном аэрозоле. Трубка подсоединения счетчика частиц должна быть возможно короче. Пробы до фильтра отбираются фиксированным пробоотборником. Отбор проб должен быть представительным, что достигается в случае, когда концентрация аэрозолей отличается не более чем на ± 10 % среднего значения, определенного по 6 2.4,
После фильтра также устанавливается один фиксированный пробоотборник. Между этим пробоотборником и фильтром предусматривается секция смешивания, которая обеспечивает представительность результата определения концентрации частиц после фильтра. Представительность обеспечена. если при наличии в фильтре дефекта (утечки) по ЕН 1822-1 (раздел 5) концентрация частиц в любой точке отличается не более чем на ± 10 % среднего значения, определенного по как минимум девяти точкам в поперечном сечении воздуховода.
При отсутствии контролируемого фильтра концентрации частиц до и после фильтра не должны отличаться более чем на 5 %.
5
6.3 Оборудование для генерирования аэрозолей и измерений
6.3.1 Общие положения
Режим работы генератора аэрозолей должен регулироваться для получения контрольного аэрозоля со средним диаметром частиц близким к размеру наиболее проникающих частиц (MPPS) плоского фильтрующего материала.
Средний размер частиц монодисперсного контрольного аэрозоля может отличаться от точки MPPS не более чем на ± 10 %. При использовании полидисперсного аэрозоля допускается отклонение ± 50 %.
Регулировка генератора аэрозолей должна быть выполнена с учетом расхода контрольного воздуха и эффективности фильтра так. чтобы концентрация частиц до и после фильтра была не ниже предела совпадения для счетчика частиц (ошибка совпадения менее 5 %) и существенно выше нулевого счета счетчика.
Распределение числа частиц в контрольного аэрозоля может быть определено с помощью систем анализа размеров частиц (например, дифференциального анализатора подвижности (DMPS)] или лазерного счетчика частиц, пригодного для этих целей. Погрешность определения средней величины не должна превышать ± 20 % контролируемой величины.
Фактические концентрации частиц до и после фильтра должны быть достаточно большими для получения статистически значимых результатов, причем концентрация частиц до фильтра не должна превышать допустимый предел для счетчика частиц. В противном случае следует установить систему разбавления мехщу точкой отбора проб и счетчиком частиц.
Счет частиц можно выполнять двумя счетчиками, работающими одновременно, причем один из них считает частицы до фильтра, а другой после, или одним счетчиком, который сначала считает частицы с одной стороны фильтра, а потом с другой. При использовании одного счетчика следует убедиться, что свойства контрольного аэрозоля (например, концентрация частиц, распределение частиц по размерам, однородность распределения частиц в поперечном сечении воздуховода) остаются постоянными с течением времени. При использовании двух счетчиков они должны быть одного типа и калиброваны одновременно.
6.3.2 Испытательный стенд для работы с монодисперсным контрольным аэрозолем
Распределение частиц, получаемых от генератора аэрозолей, обычно является квазимонодис-
персным.
При использовании монодисперсного аэрозоля для определения эффективности фильтра могут использоваться как оптические счетчики частиц, так и счетчики ядер конденсации.
Если применяется счетчик ядер конденсации, то контрольный аэрозоль не должен содержать значительного числа частиц с размерами намного меньшими MPPS. Такие частицы могут быть получены, если генератор аэрозолей работает с отклонениями от установленных требований. Счетчик ядер конденсации регистрирует эти частицы, что может привести к существенным ошибкам при определении эффективности. Для проверки этого можно определить распределение частиц в контрольном аэрозоле с помощью прибора, рабочий диапазон которого включает интервал от нижнего предела чувствительности счетчика ядер конденсации до размера частиц, равного примерно 1 мкм. Полученное таким методом распределение будет квазимонодисперсным.
Схема испытательного стенда для работы с квазимонодисперсным аэрозолем показана на рисунке 2.
6.3.3 Испытательный стенд для работы с полидисперным контрольным аэрозолем
При определении эффективности фильтра с использованием полидисперсного контрольного аэрозоля следует определить концентрацию частиц и распределение частиц по размерам с помощью оптического счетчика частиц, например лазерного счетчика.
Схема испытательного стенда для работы с полидисперсным аэрозолем показана на рисунке 3.
