Nelle moderne applicazioni di filtrazione dell'aria, gli utenti sono sempre più preoccupati della capacità dei filtri di rimuovere le particelle nelle gamme di dimensioni PM2,5 e PM10. ISO 16890 è ora lo standard internazionale leader per la valutazione delle prestazioni dei filtri dell'aria per la ventilazione generale.
Questo articolo fornisce una chiara spiegazione di come ISO 16890 definisce e misura l'ePM1, ePM2.5, ePM10, ed efficienze di filtrazione grossolana, così come argomenti chiave come i tipi di aerosol, classificazione granulometrica, elaborazione dei dati, e requisiti di progettazione delle apparecchiature.
Perché passare dalla EN779 alla ISO 16890?
ISO 16890 è stato sviluppato per sostituire la EN779 al fine di stabilire un metodo di prova più realistico e armonizzato a livello globale per i filtri dell'aria. Riflette meglio le prestazioni del mondo reale:
Misurazione dell'efficienza in una vasta gamma di dimensioni delle particelle (non solo 0.4 µm)
Fornire una classificazione basata su PM1, PM2,5, e l'efficienza di massa del PM10
Offrire risultati che corrispondono ai parametri effettivi della qualità dell'aria ambientale
Perché introdurre la neutralizzazione IPA?
Molti filtri moderni utilizzano la carica elettrostatica per migliorare l’efficienza iniziale. Tuttavia, questi effetti possono peggiorare rapidamente nell'uso reale a causa dell'umidità, invecchiamento, o caricamento di polvere. ISO 16890 introduce Trattamento vapore IPA per eliminare questo addebito e determinare il efficienza minima—la prestazione nel caso peggiore basata esclusivamente sulla filtrazione meccanica.
Facendo la media dell'efficienza iniziale e minima, la classificazione diventa:
Più realistico per le prestazioni a lungo termine
Più coerente e comparabile
Più equo tra diversi tipi di media (elettrostatico vs. meccanico)
Tipi di aerosol: DEHS e KCl
Per testare l'intera gamma di dimensioni delle particelle rilevanti, ISO 16890 consiglia di utilizzare:
| Tipo di aerosol | Intervallo di dimensioni delle particelle (MM) | Scopo |
| DEHS | 0.3 – 1.0 | Particelle fini (ePM1) |
| KCl | 1.0 – 10.0 | Particelle medio-grandi (ePM2.5, ePM10) |
Questo approccio a doppia sorgente garantisce la copertura dell’intero intervallo 0,3–10 μm.
Distribuzione delle dimensioni delle particelle e requisiti dello strumento
L'ISO 16890 il test definisce 13 contenitori per dimensioni delle particelle da 0.3 A 10 µm. I filtri vengono valutati in base all'efficienza con cui rimuovono le particelle in questi contenitori, con efficienze di massa ponderate calcolate per ciascun livello (ePM1, ePM2.5, ePM10).
| Bidone | Gamma di dimensioni (µm) |
| 1 | 0.30 – 0.40 |
| 2 | 0.40 – 0.55 |
| 3 | 0.55 – 0.70 |
| 4 | 0.70 – 1.00 |
| 5 | 1.00 – 1.30 |
| 6 | 1.30 – 1.60 |
| 7 | 1.60 – 2.20 |
| 8 | 2.20 – 3.00 |
| 9 | 3.00 – 4.00 |
| 10 | 4.00 – 5.50 |
| 11 | 5.50 – 7.00 |
| 12 | 7.00 – 8.50 |
| 13 | 8.50 – 10.00 |
Ripartizione del range di efficienza:
ePM1: ponderato sui contenitori 1–4 (0.3–1,0 µm)
ePM2.5: contenitori 1–7 (0.3–2,5 µm)
ePM10: tutti i contenitori 1–13 (0.3–10,0 µm) Gli strumenti devono:
Rileva particelle di diametro compreso tra 0,3 e 10 μm
Risolvere almeno 12-13 canali di dimensione come definito
Contare ≥500 particelle per contenitore per garantire l'accuratezza statistica
Gli strumenti consigliati includono contatori ottici di particelle (OPC), granulometri aerodinamici (AP), e sistemi multicanale avanzati.
Metodo di calcolo dell'ePMx
Le efficienze ePM1, ePM2.5, e l'ePM10 sono calcolati sulla base di una media di massa ponderata:
Eio: l'efficienza all'i-esimo contenitore della dimensione delle particelle.
Wi: il fattore di ponderazione della massa per quel contenitore, come definito dall'ISO 16890 modello di distribuzione delle particelle urbane.
Il livello di classificazione finale è determinato dall'efficienza media, che è la media del valore iniziale e del minimo (post-IPA) efficienza.
Trattamento IPA: Controllo degli effetti elettrostatici
I filtri che si basano sulla carica elettrostatica possono perdere efficienza nel tempo. Per garantire una classificazione coerente ed equa, ISO 16890 richiede che il filtro sia esposto al vapore IPA prima del test per eliminare questa carica. Questo dà il efficienza minima, riflettendo le prestazioni solo meccaniche nel caso peggiore.
La media dell'efficienza iniziale e minima viene quindi utilizzata per assegnare l'ePM1, ePM2.5, o livelli di classificazione ePM10.
Filtri grossolani ISO: Quando ePM10 < 50%
Se l’efficienza ePM10 di un filtro è inferiore a 50%, non può essere classificato come ePM1–10. Invece, è testato
gravimetrico (basato sul peso) efficienza:
- Caricare con polvere ISO A2
- Misurare la massa prima e dopo il carico
- Determinare:
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Efficienza gravimetrica iniziale
Capacità di trattenere la polvere prima di raggiungere la resistenza finale
Cosa include il rapporto finale?
Iniziale, minimo, ed efficienza media
classificazione ePM (ePM1, ePM2.5, ePM10)
Grafico della distribuzione dell'efficienza dimensionale delle particelle
Curva di carico delle polveri ed evoluzione delle perdite di carico
Risultati gravimetrici per la classificazione grossolana
Caratteristiche principali richieste per le apparecchiature di prova
Per conformarsi alla norma ISO 16890, un sistema di test dovrebbe includere i seguenti moduli principali:
Sistema di condotti e ventilatori: Fornisce un flusso d'aria di prova stabile e regolabile (tipicamente 500–4500 m³/h) mantenendo una velocità uniforme attraverso la faccia del filtro.
Generatori di aerosol di olio e sale: In grado di generare un'emissione di particelle stabile sia per DEHS che per KCl. Per particelle di grandi dimensioni (per esempio., 10 µm KCl), il sistema deve produrre ≥500 particelle al minuto per canale dimensionale.
Sistema di caricamento polveri: Supporta l'iniezione continua di polvere di prova ISO A2, con un sistema di pesatura integrato che cattura e registra automaticamente la massa di polvere prima e dopo il carico.
Contatore di particelle: Deve supportare il campionamento nell'intervallo 0,3–10 μm 12 o contenitori di dimensioni più definite per garantire che la risoluzione soddisfi gli standard di classificazione ISO.
Sistema di calcolo e controllo dei dati: Coordina il funzionamento del ventilatore e del generatore, collegamenti ai contatori di particelle e ai sistemi di diluizione, ed esegue automaticamente la commutazione upstream/downstream, calcolo dell'efficienza, determinazione dell’efficienza media, e generazione di report.
Conclusione
ISO 16890 avvicina i test sui filtri dell'aria alle aspettative prestazionali del mondo reale. Comprendendone la logica di classificazione, procedure di prova, e le esigenze della strumentazione, i produttori possono progettare filtri migliori e gli utenti possono fidarsi maggiormente delle etichette prestazionali su cui fanno affidamento.
