HEPA Filtre Nedir?

Yüksek verimli partikül filtresi yada kısa ismiyle HEPA bir hava filtresi çeşididir. HEPA standartındaki filtreler birçok uygulamada kullanılırlar, bunların içerisinde elektrikli süpürgeler, medikal uygulamalar, otomobiller, hava taşıtları ve ev gereçleri sayılabilirler. Filtrenin HEPA sayılabilmesi için belirli standartlarda verimlilik göstermesi gerekir, bu standartlar Amerikan Enerji Departmanı (United States Department of Energy – DOE) tarafından belirlenmişlerdir. Bu standartlara göre bir filtreyi HEPA olarak nitelendirmek için, hava filtresinin içerisinden geçen havadaki 0.3 mikrondan büyük partiküllerin en az % 99.97 sini tutulması&temizlemesi gerekir. HEPA filtreler kendi içlerinde de sınıflandırılırlar.

Fonksiyonları
HEPA filtreler karışık olarak birbirine dolanmış elyaflardan oluşurlar. Bu elyaflar karakteristik olarak cam elyafı yada cam yünü olarak isimlendirilirler, 0.5 – 2.0 micrometre arası çapa sahiptirler. Fonksiyona etki eden ana faktörler; elyaf çapı, elyaf kalınlığı ve yüzey hızı (velocity) dır. HEPA filtre elyafları arasındaki hava boşluğu 0.3 µm.’dan çok daha büyüktür. Yaygın varsayıma göre HEPA filtreler elek gibi hareket ederler, büyük açıklık olan yerlerde daha küçük partiküllerin geçmesi doğru değildir. Bu gözenek büyüklüğünde süzgeç filtrelerin aksine,partiküllerin bulunduğu en büyük deliğin eninde yada mesafesinde elyaf aralarında hepsinin içerisinden geçemez, HEPA filtreler, çok daha küçük maddeleri ve partikülleri hedeflemek için dizayn edilmişlerdir. Bu partiküller (elyafa yapışırlar) aşağıdaki 3 mekanizma ile kapana kıstırılırlar :

1. Yolunu kesme, partiküller hava akış yönünü takip ederler ve elyafın radyusunun içerisine yapışırlar.
2. Darbe, daha büyük partiküller hava akımının eğimli şeklini takip ederek elyaflardan kurtulamazlar ve birisine zorunlu olarak yapışmak zorunda kalırlar. Bu etki, azalan elyaf ayrımı ve yüksek hava akımı hızı ile dahada yükselir.
3. Diffüzyon, küçük partiküllerdeki gaz moleküllerinin çarpışması ile oluşan çoğalma mekanizmasıdır, özellikle 0.1 µm ‘nun altında çapı olanlar bu nedenle filtre geçiş yörüngesinde ertelenir ve engellenirler; Bu davranış Brownian devinimine (Brownian Motion) benzerdir ve partiküllerin yukarıda 2 maddede belirtilen mekanizmalarla durdurulma olasılığını yükseltirler; Düşük hava hızında da baskın hale gelirler.

Diffüzyon 0.1 µm çap altındaki partikül ölçülerinde baskın olur, yolunu kesme ve darbe ise 0.4 µm üzerinde etkili olur. İkisi arasında, en yüksek etki eden partikül ölçüsünde (MPPS) 0.3 µm, diffüzyon ve yolunu kesme nispeten etkisizdir. Çünkü bu filtre performansında en zayıf noktadır, HEPA spesifikasyonları bu partikülleri tutmayı filtreleri sınıflandırmada kullanır.

Son olarak, not alınması gereken bir diğer önemli nokta, HEPA filtreler çok küçük partikülleri etkili bir biçimde hapsetmeleri için dizayn edilmişlerdir, ancak gazları ve koku moleküllerini filtreleyemezler. Şartlar filtreleme gerektirdiğinde uçucu organik bileşikler, kimyasal buharlar, sigara ve evcil hayvan kokuları için aktif karbon filtreleri yerine yada HEPA filtre ile birlikte kullanılmalıdırlar.

Spesifikasyonlar

HEPA filtreler DOE standartlarına bağlı olarak havadaki 0.3 µm büyüklüğündeki partiküllerin en az % 99.97 sini yok edecekler şeklinde tanımlanmışlardır. Filtrelerin hava akışına karşı minimal direnci, yada basınç düşüşü, genellikle 300 Pa civarında belirtilmektedir, bu nominal akış değeridir.

Spesifikasyonlarda genellikle Avrupa Birliği EN 1822:2009 normları kullanılır. En yüksek etki eden partikül ölçüsünde tutuşlarına göre, birçok HEPA filtre sınıfı tanımlanmıştır.

İlk orijinal HEPA filtre 1940larda Manhattan Projesinde havadaki radyo aktif atıkların yayılmasını önlemek için tasarlanmıştır. 1950lerde ticarileştirilmiştir ve orijinal terim registire edilmiş marka haline gelmiştir ve yüksek etkili filtrelerin genel terimi olmuştur.On yıllarca filtreler gelişmiş ve farklı yüksek teknolojideki endüstriler ve ortamlarda talep edilen hava kalitesi için çok çok yüksek oranda başarılı hale gelmişlerdir. Bunlar arasında uzay araştırmaları, ilaç sektörü, hastaneler, sağlık hizmetleri, nükleer yakıtlar, nükleer güç ve elektronik mikrodevreler (bilgisayar çiplerinde) sayılabilirler.

HEPA – tipi, HEPA –gibi, HEPA stili veya %99 HEPA olduğunu iddiaa eden ürünler, arzu edileni karşılayan ürünler değillerdir ve genelde bağımsız laboratuarlarda test edilmemektedirler. Bazı bu ortalama altı kalitedeki filtreler, HEPA filtrasyonuna yaklaşabilirler ancak birçoğu önemli ölçüde aşağıdadır ve tam olarak kullanışsız ve değersizdirler.

Biomedical Uygulamalar

HEPA filtreler, havada bakterilerin ve viral organizmaların ve bunlardan kaynaklanan enfeksiyonların yayılmasını engellemede kritik roldedirler. Genellikle, tıbbi sektörde kullanılan HEPA filtreleme sistemleri, filtre malzemesi sayesinde yakalanan canlı bakterileri ve virüsleri yüksek enerji veren ultra-viole ışık üniteleri birlikte yok ederler. Bazı çok kaliteli sınıflandırılan HEPA üniteleri, % 99.995 etkiye sahiplerdir ki, bu derece havada mevcut çok yüksek seviyedeki zararlılara karşı korumayı garanti eder.

Elektrikli Süpürgeler

Birçok elektrikli süpürge filtreleme sistemlerinin bir parçası olarak HEPA filtre kullanırlar. Bu özellikle astım ve alerji hastalıkları çekenler için son derece faydalıdır çünkü HEPA filtreler çok küçük partikülleri (polenler , mitelar gibi) tutarlar ki bu partiküller alerji ve astım semptomlarına neden olmaktadırlar. Elektrikli süpürgedeki HEPA filtrenin etkili olması için, süpürgeniin içerisine çekilen tüm havanın dışarı atılırken HEPA filtreden geçmesi gerekir ve hiçbir hava sızışı olmamalıdır. Bu genellikle sızdırmaz HEPA yada bazen gerçek HEPA olarak isimlendirilir. Elektrikli süpürgeler basitçe HEPA yada HEPA filtreye sahip olarak isimlendirilirler ancak tüm hava kesin olarak içerisinden geçiyor değildir. HEPA filtredeki ekstra akım şiddetinden dolayı, HEPA elektrikli süpürgeler yeterli temizliği sağlamak için daha güçlü motorlar isterler.

Yeni modeller yıkanabilir oldukları için önceki modellere göre çok daha iyi olduklarını iddia etmektedirler. Genellikle yıkanabilir filtreler pahalıdırlar. Bazı üreticiler tam olarak ne anlama geldiğini belirtmeden “HEPA 4” filtre sınıfına sahip olduklarını iddia ederler. Bu ürünlerin en düşük etkili değer raporu (Minimum Efficiency Reporting Value – MERV) derecelendirmesini belirtir. Bu derecelendirme filtrenin, içerisinden geçen havayı temizleme kabiliyetini gösteren derecelendirmedir. MERV filtrelerinin etkilerinin ölçülmesinde kullanılan genel standarttır. Merv skalası 1den 20ye kadardır ve filtrenin 10dan 0.3 mikrometreye kadar partikülleri yok etme kabiliyetini ölçülendirir. Yüksek derecedeki filtreler havadan sadece daha çok partikül temizlemezler, ayrıca daha küçük partikülleride yok ederler.

Vasıta Kullanımı

Arabalar

Bazı yeni model arabaların kabinlerinde kullanılan filtreler HEPA filtre olarak görünebilir, ancak değillerdir. Karışıklık, arabanızın hava filtresini nasıl değiştireceğinizi gösteren klavuzlarda HEPA filtre olarak yanlış isimlendirilmesi nedeni ile süre gelmektedir. Bu tarz filtrelerin performansı üreticiler tarafından tam olarak belirtilmemiştir ve ölçmesi zordur ve MERV sistemi ile de derecelendirilmemişlerdir. Genel olarak MERV 8 performansına yakındırlar.

Havayolları

Modern havayolları HEPA filtreleri devirdayim olan havanın içerisinden patojenleri azaltmak için kullanırlar.