Hepa Filtre Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

Bu yazımızda sizlere yaygın olarak kullanılan bir filtre çeşidi olan HEPA filtre ve kullanım alanlarını derledik.

Hepa Filtre

High Efficiency Particulate Air (HEPA), orjinal olarak high-efficiency particulate absorber (Yüksek verimli partikül emici) adlandırılır. Ayrıca, high-efficiency particulate arrestance (yüksek verimli partikül yakalama) olarakta bilinen, bir hava filtresi çeşitidir. HEPA filtre standardında olan hava filtrelerinin, temiz odalar, tıbbi tesisler, otomotiv ve havacılık gibi  birçok sektörü kapsayan uygulama alanları mevcuttur. HEPA filtreler, Amerika Enerji Departmanı veya Avrupa Birliği gibi kurum veya kuruluşların nezdinde belirlenmiş olan verimlilik standartlarını kesinlikle karşılamalıdır.

Endüstriyel standartlar bazında bir filtreyi HEPA filtre olarak nitelendirmek için, o filtrenin 0,3 µm boyutundan daha büyük veya eşit boyutlardaki partiküllerin %99,97 sini yakalaması (filtre üzerinden geçen hava içerisindeki partikülleri) gerekmektedir. Bu bağlamda ASME endüstri standardı herhangi bir hükümet tarafından yayınlanmamış olmasına rağmen, dünya üzerinde birçok hükümet tarafından yetkili ve belirleyici bir standart olarak kullanılmaktadır.

HEPA, ilk olarak 1950’li yıllarda ticarileştirilmiştir. Bu orjinal terim tescilli bir marka haline geldikten sonra yüksek verimli filtreler için genel bir terim haline gelmiştir.

Çalışma Prensibi

HEPA filtreler rastgele düzenlenmiş liflerden oluşan bir tür keçe bileşimidir. Bu lifler genellikle cam elyaftan oluşur. 0,5 µm ile 2 µm arasında bir çap ölçüsüne sahiptirler. Yakalama fonksiyonlarını etkileyen temel faktörler lif çapı, filtrenin kalınlığı ve alın hızıdır. HEPA filtre lifleri arasındaki hava boşluğu genellikle 0,3 µm’den fazladır. Bu boşluğun 0,3 µm’den fazla olması bir HEPA filtrenin lifleri arasında bulunan en büyük boşluktan, daha küçük parçacıkların rahatlıkla geçebileceği ve bu durumda filtrenin bir elek gibi davranacığına dair yaygın ve yanlış bir varsayıma sebep olmaktadır. Lifler arasındaki en büyük boşluk veya açıklık mesafesi kadar geniş parçacıkların geçemediği gözenekli membran tip filtrelerin aksine, HEPA filtreler daha küçük boyuttaki kirleticileri ve partikülleri yakalamak için tasarlanmıştır. Bu küçük boyutlu partiküller veya kirleticiler aşağıdaki üç yakalama mekanizmasının oluşturduğu kombinasyon  yardımı ile yakalanırlar:

Yakalanma Etkisi

Hava akımı ile birlikte bir akış çizgisi izleyen partiküller bir lifin yarıçapından daha yakın yerden geçiyorsa, lif tarafından yakalanır ve yapışır.

Atalet Etkisi

Hava akımı ile birlikte oluşan kıvrımlı akış çizgilerini takip eden partiküller lif etrafında dönerek yollarına devam ederler. Ancak, akış içerisinde sürüklenen bazı partiküller ataletleri dolayısı ile bu dönme işlemi gerçekleştiremezler. Liflerden kaçamadıkları için doğrudan lif yüzeyine çarparak yapışırlar. Bu etki, lif çapının azalması, hava hızının artması ve tanecik çapının büyümesi ile artar.

Difüzyon Etkisi

Tanecik çapının özellikle 0.1 µm’nin altında olduğu partiküller gaz molekülleri ile çarpıştıklarında sonuç olarak çok düzensiz bir şekilde hareket etmeye başlarlar. Bu sayede filtre üzerindeki geçiş yolları engellenir ve ulaşmaları geciktirilir. Gaz moleküllerinin Brownian hareketi olarak adlandırılan bu davranış sayesinde lifler ile çarpışan partiküller onlara yapışabilmektedir. Bu etki ise hava hızı, tanecik çapı ve elyaf çapı küçüldükçe artmaktadır.

Teknik Özellikleri

Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı (DOE) tarafından tanımlanmış olan standartta ve çoğu Amerikan endüstrisi tarafından kabul edilen HEPA filtreler, çapı 0.3 mikrometre (µm) olan havadaki partiküllerin en az %99,97’sini yakalamalıdır. HEPA filtrelerin hava akışına veya basınç düşüşüne karşı göstermiş oldukları minimum akış direncinin genellikle nominal hacimsel akış hızında (3400 m³/h) yaklaşık 300 Pa (0,044 psi) olarak belirtilir.

Avrupa Birliğinin tanımlamış olduğu ve Avrupa ülkelerinde kullanılan şartname ise EN 1822: 2009 Avrupa Normu’dur. En nüfuz edici partikül büyüklüklerinin (MPPS) tutulmasına göre HEPA filtreler sınıflara ayrılır:

Günümüzde, aynı filtre verimliliğine sahip olacak şekilde performans standartlarını minimumda tutabilen yüksek verimli bir hava filtresi bir HEPA filtre olarak sınıflandırılabilir. HEPA filtreler,  Ulusal Mesleki Güvenlik ve Sağlık Enstitüsü N100 derecelendirmesinde solunum filtreleri için eşdeğerdir. Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığının (DOE), düzenlemiş olduğu standartlarda bir filtrenin HEPA filtre olarak tanımlanması için diğer hava filtrelerinde olmayan özel gereksinimlere sahip olması gerekmektedir. Buna ek olarak, şirketler, tüketicilerin almış oldukları HEPA filtrelerin standartları karşılayacak şekilde belgelendirildiğine dair güvence vermek adına “True HEPA” olarak bilinen pazarlama terimini kullanmaya başlamışlardır.

“HEPA-type, “HEPA-like”, “HEPA-style” veya “% 99 HEPA” gibi terimlerle tanıtılan ürünler, bu gereksinimleri karşılamamakla birlikte bağımsız  akredite olmuş laboratuvarlarda test bile edilmemiş olabilir. Bu alt sınıf filtrelerin bazıları, HEPA filtrelerin sahip olduğu verim değerlerine oldukça yakın olabilir. Ancak, gerekli testler yapıldığında genelde verim değerlerine çok uzak ve alt seviyede filtreleme özelliğine sahip olan filtreler oldukları ortaya çıkmaktadır.

Günümüzde HEPA filtreler hava filtrasyonunun yüksek derecede önem arz ettiği alanlarda kullanılmaktadır. Bu alanların başında ise ameliyathaneler, ilaç ve mikro elektronik üretimi, nükleer teknik gibi mükemmel hava kalitesine ihtiyaç duyulan yerlerdir.

Kaynak: Wikiwand