ULPA- og HEPA-filtre: Hvad er forskellen, og hvorfor er det vigtigt?

Forstå, hvornår og hvorfor du skal vælge HEPA eller ULPA.

HEPA-filteret nævnes ofte i denne blog, fordi det er en effektiv teknologi, der er central for Coocasz' mission: at beskytte patienter på hospitaler og i andre farlige miljøer mod støv og patogener.

Alle HEPA-filtre (High-Efficiency Particulate Air) opfylder ASME- og DOE-standarderne på 99,97 %, men nogle er mere effektive. For eksempel har vores HEPA-filterfunktion en effektivitet på 99,99 %. Vi kalder dette HEPA-filtrering af "medicinsk kvalitet".

Hepa	ULPA
99,97 % af partikler op til 0,3 mikrometer i størrelse	99,999 % af partikler op til en størrelse på 0,12 mikrometer

Du ved måske, at der findes et filter, som fjerner endnu mindre partikler: ULPA-filteret (Ultra-Low Particulate Air). ULPA-standarden kræver fjernelse af 99,999 % af alle partikler ned til 0,12 mikrometer i størrelse. Det lyder meget mere effektivt end HEPA, så det rejser et gyldigt spørgsmål: Når man sammenligner ULPA- og HEPA-filtre, hvorfor så holde sig til HEPA?

For at sige det med Ricky Ricardos ord: Vi har noget at forklare.

Hvordan fungerer filtrering?

Lad os først tage en afstikker for at forstå, hvordan partikler bevæger sig gennem luftfiltre. Både HEPA- og ULPA-filtre består af utallige små tråde af tilfældigt arrangerede mikrofibre af borosilikatglas.

Når partiklerne strømmer gennem denne enorme labyrint af fibre, holdes de tilbage af forskellige fysiske mekanismer. De tre vigtigste er opfangning, inerti-separation og diffusion.

Så langt fra at fungere som en simpel si trodser et fiberluftfilter faktisk den sunde fornuft ved at opfange mindre og større partikler mere effektivt end mellemstore partikler. Den værste partikelstørrelse er 0,3 mikrometer, og dette faktum var afgørende for HEPA-filterets designparametre.

ULPA vs. HEPA-filtersystemer

OK, men hvis ULPA er bedre end HEPA og indfanger flere og mindre partikler (som små vira), hvorfor bruger vi så stadig HEPA?

Fordi "bedre" i dette tilfælde kun gælder i en snævert defineret forstand. Mens ULPA-filtre opfanger flere partikler i det flygtige 0,12 til 0,4-område, er de kun nødvendige til specialiserede anvendelser som f.eks. mikroelektronikproduktion eller medicinske laboratorier, fjernelse af partikler fra renrum eller filtrering af giftige kirurgiske dampe, der opstår under elektrokirurgiske procedurer.

HEPA-filtre er derimod meget mere udbredte, da de anses for at være optimale til de fleste biologiske anvendelser, herunder sundhedssektoren. Et eksempel på, hvorfor HEPA-filtre fungerer så godt på hospitaler, er det faktum, at vira, der er mindre end 0,3 mikrometer, og som teoretisk set kunne passere gennem et HEPA-filter, normalt bæres af større partikler som spyt eller sved og derfor fanges.

Kort sagt, her er nogle af ulemperne ved at bruge ULPA-filtre.

Begrænset luftgennemstrømning: Hovedårsagen til, at man ikke bare kan udskifte et ULPA-filter med et HEPA-filter, er, at ULPA-filteret er mere restriktivt. Som vi diskuterede i denne blog for et par år siden, er luftstrømmen en vigtig forskel mellem HEPA og ULPA. Det tættere medie i ULPA-filteret reducerer luftstrømmen med 20 til 50 % for filtre af samme dimensioner. Dette større trykfald ville reducere et vigtigt mål, luftskifte pr. time, til et uacceptabelt lavt niveau, hvilket ville resultere i dårligere luftkvalitet i et rum.

Højere omkostninger: Fordi ULPA-filtre har et tættere filtermedie og er sværere at fremstille end HEPA-filtre, koster de omkring 35 procent mere end HEPA-filtre. Og prisen på filtrene er kun en del af historien. For at udvikle et ULPA-system, der leverer den samme ACH-ydelse som et HEPA-system, skal man bruge et større filter for at kompensere for det mere begrænsede flow og muligvis en kraftigere blæser, hvilket gør hele filtreringssystemet større og dyrere.

Kortere levetid: En anden grund til, at ULPA-filtre er dyrere, er deres kortere levetid, som i gennemsnit er fem til otte år sammenlignet med omkring 10 år for HEPA-filtre til lignende brug. Desuden bruges der ofte forfiltre til at beskytte de finere filtre nedstrøms, så det kan være nødvendigt med yderligere forfiltrering for at beskytte ULPA-filteret.

Konklusion

Selv om det i første omgang kan virke som en god idé blot at udskifte dit HEPA-filter med et ULPA-filter, håber vi, at du nu forstår, hvorfor det ikke vil fungere. Et filtreringssystem, der er designet til en bestemt luftstrøm, skal være designet til at tage højde for filterelementets strømningsmodstand, og et ULPA-filter ville være for restriktivt i et system, der er designet til HEPA. Endnu vigtigere er det, at ULPA-filtrering ville være et dyrt overkill i de fleste applikationer, hvis det blev brugt i stedet for HEPA.

Alt for ofte mislykkes procedurerne, selv når det korrekte udstyr anvendes. Derfor er det ekstremt vigtigt at følge de forholdsregler til infektionskontrol, der er beskrevet i ICRA-matrixen, såsom korrekt installation af midlertidige barrierer, skabelse af et undertryksmiljø med HEPA-filtreringsmaskiner og rengøring med HEPA-filtrerede støvsugere.

For dem, der har til opgave at minimere luftbårent støv og patogener i byggearbejde i sundhedssektoren, er HEPA-filtre stadig den anbefalede standard.