فیلترهای مورد استفاده در سیستم‌های تصفیه کننده هوا از قبیل بگ فیلتر یا غبارگیرها، هواسازها، هودهای آزمایشگاهی، تهویه های بیمارستانی و غیره بعد از گذشت مدت زمانی از عملیات فیلتراسیون به دلیل نشست بیش از حد آلودگی بر روی آن‌ها جهت جلوگیری از کاهش عملکرد سیستم نیاز به تعویض دارند. تعیین زمان دقیق تعویض فیلترها از دغدغه‌های کاربرانی است که با این سیستم ها کار می‌کنند. روش‌های مختلفی برای تعیین زمان فیلترها وجود دارد که در این متن به بررسی برخی از این روش‌ها می‌پردازیم.
باور نادرست و روش‌های غیر علمی تعیین زمان تعویض فیلترها
به صورت رایج برای تعویض فیلترها، مدت زمان تعیین می‌شود. مثلا گفته می‌شود فیلترها را 6 ماه یکبار تعویض کنید. یا 3 ماه یکبار یا حتی یک سال یکبار تعویض کنید. این موضوع جنبه علمی نداشته و صرفا با توجه به اینکه در برنامه نت(نگهداری و تعمیرات) برای آن باید برنامه زمان‌بندی داشته باشیم بیان می‌گردد. در واقع چون شاخصی برای تعیین زمان تعویض فیلترها یافت نمی‌کنیم به این موضوع روی می‌آوریم. این در حالی است که در یک مدت زمان کارکرد مشابه ممکن است دو دستگاه تصفیه هوا درشرایط متفاوتی مورد استفاده قرار بگیرند. این شرایط شامل تفاوت در مدت زمان روشن بودن و در حال سرویس بودن دستگاه‌ها، مدت زمان عملیات فیلتراسیون در این زمان، غلظت، نوع و خصوصیات ذراتی که عمل فیلتراسیون روی آن انجام می‌شود، شرایط آب و هوایی مانند رطوبت و دما، نگهداری و پاکسازی فیلترها و… است.
حال سوال این است آیا فیلترهای دو دستگاه فیلتراسیون در شرایطی کاملا متفاوت با موارد گفته شده هر دو باید در یک مدت معین مثلا 6 ماهه تعویض گرددند؟ خیر.
روش مرسوم دیگر که بیشتر در هودهای بیولوژیک کاربرد دارد، تعیین ساعت کارکرد است. از طرف سازنده دستگاه اعلام می‌گردد که بعد از گذشت تعداد ساعت مشخصی فیلترها تعویض گردد. این روش در مقایسه با روش قبل یکی از مشکلات را حل کرده است که آن هم مدت زمان خاموش بودن دستگاه در مدت اعلام شده(مثلا 6 ماهه) است. چرا که می‌توان آن را به صورت کوپل با هواکش دستگاه تنظیم کرد و تنها زمانی که دستگاه در حال سرویس است ساعت کارکرد محاسبه شود. اما همچنان موارد دیگر مانند غلظت ذرات و میکروارگانیسم‌ها، شرایط محیطی و… به قوت خود باقی مانده است. بنابراین این مورد نیز جنبه علمی و توجیه قوی ندارد.
در هر صورت برای بازرسی دستگاه، برنامه‌ریزی نت برای خرید و تعویض فیلترها باید یک شاخص برای تعیین زمان تعویض فیلترها وجود داشته باشد.
یکی از روش‌های علمی، دقیق و نسبتا ارزان جهت تعیین زمان تعویض فیلترها، پایش افت فشار فیلترها است. با پایش اختلاف فشار تفاضلی فیلترها در زمان اولیه و رسیدن به افت فشار نهایی می‌توان زمان تعویض فیلترها را تعیین کرد.
پایش اختلاف فشار تفاضلی فیلترها
فیلترهای مورد استفاده در بگ فیلترها، هواسازها، هودها و… در حالت تمیز خود در زمان نصب دارای افت فشار اولیه هستند، بعد از گذشت زمان و انجام عملیات فیلتراسیون هوا، گردوغبار، ذرات، میکروارگانیسم‌هایی که روی فیلترها می‌نشینند باعث افزایش افت فشار آن می‌گردند. افزایش افت فشار تا حدی که طراح آن را در طرح خود برای جلوگیری کاهش مکش پیش‌بینی کرده است قابل قبول است این افت فشار، افت فشار ثانویه یا نهایی نام دارد. افت فشار نهایی افت فشاری است که بیش از آن مقدار، مکش هودها کاهش یافته و نفوذ ذرات از فیلتر بیشتر می‌شود. به صورت کلی راندمان مکش و تصفیه کاهش پیدا میکند. لذا افت فشار نهایی نقطه ای است که باید اقدام به تعویض فیلترها نمود. خواه بسته به شرایط تهویه به این نقطه در 6 ماه برسیم یا در یکسال.
نحوه پایش اختلاف فشار تفاضلی فیلترها در غبارگیرها یا بگ فیلترها
در بگ فیلترها علی‌رغم وجود یک سیستم پاکسازی اتومات مانند جت پالس برای پاکسازی دوره ای فیلترها، منافذ آن‌ها با گذر زمان و اعمال عملیات فیلتراسیون پر شده و اصطلاحا کیپ یا مسدود می‌شوند دلیل آن این است که فیلتراسیون آن‌ها کاملا سطحی نبوده و عمل فیلتراسیون در عمق فیلتر نیز انجام می‌شود و با نفوذ غبار به درون فیلتر افت فشار آن بالا می‌رود.
با توجه به اینکه در بگ فیلترها، کیسه ها معمولا به صورت عمودی از یک صفحه جداکننده بخش تمیز وکثیف آویزان هستند. (در برخی طرح ها نیز کیسه ها به صورت عمودی از پایین و در برخی افقی نیز نصب می‌شوند در هر صورت یک صفحه جداکننده بخش تمیز و کثیف در همه آن‌ها وجود دارد) و آن صفحه قبل و بعد از فیلترها است. با ایجاد یک روزنه در بالا و پایین فیلتر یا به عبارتی بخش کثیف و تمیز فیلتر و اتصال آن به دو طرف یک دستگاه سنجش فشار تفاضلی می‌توان اختلاف فشار و افت فشار آن را به دست آورد. پایش می‌تواند با نصب تجهیز به صورت دائم انجام شود یا اینکه با یک دستگاه مجزا در زمان‌های مقرر اقدام به پایش آن کرد.
سوال مهم اینجاست که نقطه افت فشار نهایی فیلترهای بگ فیلتر کجاست؟
در طراحی بگ فیلترها افت فشار نهایی را 3-2 برابر افت فشار اولیه آن در نظر می‌گیرند که دوبرابر افت اولیه ان مرسوم تر است به این معنی که اگر افت فشار اولیه فیلترها در حالت تمیز 1 اینچ آب است هر موقع افت فشار فیلترها به دوبرابر خود یعنی 2 اینچ آب رسید فیلترها باید تعویض گردند. در مواقعی بسته به خصوصیات ذره و گاز حامل یا هوا می‌توان تا 3 برابر نیز در نظر گرفت این شرایط در صورتی که ذرات چسبنده نباشند، سایز ذرات خیلی ریز نباشد و هوا حاوی رطوبت و دمای بالا نباشد با ملاحظات اقتصادی امکان پذیر است. در هر صورت این افت فشار ثانویه باید در زمان طراحی از طرف طراح در نظر گرفته شده و در محاسبه افت فشار کل سیستم درنظر گرفته شود.
افزایش افت فشار بیش از مقدار طراحی موجب کاهش ظرفیت مکش فن و الکتروموتور و به موجب آن کاهش مکش در هود می‌شود و به تبع آن باعث می‌شود سیستم در جمع آوری و بدام اندازی موثر ذرات موفق نباشد. همچنین در افت فشار زیاد روی فیلترها، ذرات در مکش با فشار زیاد از منافذ فیلترها عبور کرده و به بیرون نفوذ می‌کنند.
پایش افت فشار در بگ فیلترها بهتر است دائمی باشد چرا که مزایای مختلفی دارد افت فشار در یک سیستم محدوده مشخصی دارد خارج از این محدوده باید دنبال علت و ایراد پیش آمده گشت که پایشگر اختلاف فشار راهنمایی‌های خوبی در این رابطه می‌دهد.
اگر افت فشار بیش از حد معمول نشان داده شود ممکن است حاکی از موارد زیر باشد:
1 افزایش حجم جریان گاز
2 کور شدن یا مسدود شدن پارچه فیلتر
3 پر بودن هاپر از گرد و غبار (ممکن است کیسه‌ها را مسدود کند)
4 موثر نبودن مکانیسم پاکسازی
اگر افت فشار کمتر از حد معمول نشان داده شود ممکن است حاکی از موارد زیر باشد:
(1) وجود مشکل در فن یا الکتروموتور
(2) نقص در کیسه، پارگی یا نامناسب بودن گیره یا محل اتصال آن به صفحه پانچ
(3) گرفتگی کانال ورودی یا بسته شدن دمپر
(4) نشت بین بخش‌های بگ فیلتر یا خود بخش و یا نشت در کانال بعد از بگ فیلتر
نحوه پایش اختلاف فشار تفاضلی فیلترها در هواسازها و هودها
اندازه‌گیری افت فشار در فیلترهای هواساز نیز از همان اصول اندازه‌گیری در بگ فیلترها پیروی میکند. در بگ فیلترها چون اشل غبار صنعتی بوده و تراکم غبار بالا هست پاکسازی اتومات انجام می‌شود اما در هواسازها هوای محیط تصفیه می‌گردد و پاکسازی انجام نمی‌شود و رفته رفته افت فشار فیلترها افزایش پیدا میکند. با این تفاوت که هوای تصفیه شده باید در حد مناسبی از تعداد تعویض هوا وارد بخش یا اتاقی شود و فیلترها باید میکروارگانیسم ها را بدام بیاندازند لذا مهم است که هم میزان مکش کم نشود هم فیلترها راندمان مناسبی جهت جداسازی میکروارگانیسم ها را داشته باشند. لذا پایش و تعویض به موقع آن‌ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در رابطه با فیلترهای مورد استفاده در هواسازها و دستگاه های تهویه صنعتی قبل و بعد از هر فیلتر یک روزنه یا کانکتور ایجاد می‌گردد و با اتصال آن به دو سمت دستگاه تست فشار، اختلاف فشار تفاضلی آن به دست میاید. اگر دستگاه افت فشار نهایی را نشان دهد موعد تعویض فیلترها فرار رسیده است.
حال باید بدانیم افت فشار نهایی فیلترهای هواساز چقدر است؟
با توجه به اهمیت موضوع افت فشار نهایی در 2 برابر افت فشار اولیه در نظر گرفته می‌شود یعنی اگر افت فشار اولیه فیلترهای هواساز مانند هپا در ابتدا 250 پاسکال باشد در افت فشار 500 پاسکال فیلتر هپا باید تعویض گردد. یا در فیلترهای کیسه ای هواساز اگر افت فشار اولیه 100 پاسکال است در افت فشار 200 پاسکال باید تعویض گردد.
در فیلترهای مورد استفاده در هودهای آزمایشگاهی مانند هودهای بیولوژیک می‌توان با استفاده از تجهیز اختلاف فشار تفاضلی جدا یا متصل به پنل کنترل دائما آن را پایش کرد این موضوع اهمیت ویژه ای دارد چرا که آلوده نشدن نمونه وابسته به کارائی فیلتر هپا است.
به طور کلی پایش افت فشار فیلترها روشی مناسب برای تعیین زمان فیلترها است با این روش علاوه بر اینکه زمان دقیق تعویض فیلترها تعیین می‌گردد، از پرسنل به دلیل تعویض به موقع و عدم کاهش مکش هود محافظت شده و راندمان فیلتر برای مباحث زیست محیطی حفظ می‌شود و در نهایت ابزاری مناسب جهت پایش و برنامه‌ریزی در نت سیستم ها است.
