Con il costante aumento dell'inquinamento atmosferico, soprattutto nei paesi più industrializzati, la richiesta di filtrazione dell'aria, sta avendo una crescita esponenziale. In un'ottica di sviluppo sostenibile, la necessità di contenere il più possibile l'incidenza energetica degli impianti è diventata una realtà di primaria importanza ed è oggetto di molte ricerche. Per questo motivo è stata studiata e sviluppata la nuova gamma di filtri elettrostatici attivi con elettronica integrata, la serie FE SYSTEM. FE SYSTEM rappresenta l'alternativa ai filtri tradizionali a tasche ed è concepito per facilitare l'impiego dei filtri elettrostatici in Rooftop, UTA, CTA. La sua adozione negli impianti di ventilazione ed in particolare nel settore della climatizzazione non richiede variazioni delle caratteristiche costruttive e dimensionali dell'impianto.
Technical Sheet / Scheda Tecnica
TECNOLOGIE A CONFRONTO
I filtri per l’aria sono classificati in funzione alla loro caratteristica di trattenimento e separazione delle particelle e/o polveri presenti nell’aria che li attraversa. Essi possono trattenere e separare particolato di piccolissime dimensioni e particolato di grandi dimensioni, ma nessun filtro dell’aria, anche nella sua massima “performance” (filtri ULPA), è in grado di separare e trattenere inquinanti in fase gassosa. Infatti tutti i filtri vengono utilizzati per trattenere unicamente sostanze inquinanti che abbiano una massa, anche se di piccolissime dimensioni, che si può presentare sia in forma solida che liquida. I filtri a più bassa efficienza di separazione sono utilizzati generalmente per trattenere particolato di grandi dimensioni (≥ di 10-20 μm). I filtri a media ed alta efficienza vengono utilizzati per separare particolato con dimensioni superiori al micron, mentre i filtri ad altissima efficienza e assoluti (HEPA e ULPA) sono utilizzati per la separazione di particolato con dimensione frazionaria del micron.
FILTRI MECCANICI A CARICA ELETTROSTATICA
Nei sistemi filtranti con tecnologia elettrostatica vi è un effetto elettrostatico quando una particella inquinante (polvere, fumo, fibre, ecc.) presenta sulla sua superficie delle cariche elettriche (positive e/o negative) che la fanno aderire ad un’altra superficie (fibre di un filtro, muri, tende, schermi Tv e Pc, ecc..) con carica opposta. Se la massa della particella è sufficientemente piccola, la carica elettrica presente sulla sua superficie la fa aderire ad un’altra carica elettrica opposta, presente sulla superficie di un particolare materassino filtrante. Quando questo fenomeno viene potenziato artificialmente, caricando elettrostaticamente le fibre di un filtro si ottiene un “filtro elettrostatico passivo”, che per funzionare bene deve essere realizzato con fibre a resistività elettrica molto elevata, come per esempio le fibre rettangolari plastiche.
Un aspetto negativo è legato proprio al deposito delle particelle inquinanti sulle fibre del filtro. Questo processo diminuisce immediatamente la capacità di captare gli inquinanti. Inoltre, se l’ambiente è particolarmente umido, l’acqua contenuta nell’aria si condensa sulla superficie delle fibre e ne elimina in brevissimo tempo ogni carica elettrica, trasformando il prodotto in un semplice filtro meccanico a setaccio. Per superare questo problema sono stati creati i cosiddetti sistemi filtranti “a tampone”, in cui i mezzi filtranti sono immersi in un campo elettrico che ne mantiene il potere di attrazione e trattenimento degli inquinanti. Il lato negativo risiede nel loro funzionamento in quanto dipendente da un materassino filtrante (il cosiddetto tampone appunto) che, anche se caricato elettrostaticamente, presenta gli stessi svantaggi dei filtri meccanici.
FILTRO ELETTROSTATICO A PIASTRE ATTIVE
Il filtro elettrostatico (filtro elettronico) di Expansion Electronic è costituito da piastre attive in alluminio caricate elettrostaticamente.
Consiste in un sistema di depurazione che permette la separazione delle sostanze inquinanti, le quali possono presentarsi sia allo stato solido (polveri) che liquido (vapori oleosi), dal flusso d’aria in entrata.
Il sistema, attraverso una differenza di potenziale generata tra gli elettrodi di emissione e quelli di raccolta, permette la separazione degli inquinanti dall’aria che fluisce attraverso gli elettrodi: in questo modo le particelle aero sospese - qualsiasi sia la loro dimensione - vengono caricate elettricamente come conseguenza della generazione di un campo elettrico ad opera degli elettrodi di emissione. Tale campo genera la ionizzazione delle particelle che attraversando il campo di raccolta, permettono la collisione tra gli ioni e le sostanze inquinanti. A tali sostanze viene ceduta parte della carica elettrica degli ioni, causando la precipitazione degli inquinanti che vengono catturati e trattenuti dalle piastre di captazione. In uscita si ottiene aria completamente depurata da qualsiasi tipo di inquinante e, soprattutto, da qualsiasi dimensione di inquinante.
Il filtro elettronico FE SYSTEM di Expansion Electronic è dotato di uno specifico sistema di alimentazione e regolazione elettrica che consente il potenziamento delle cariche elettrostatiche sia sulle particelle inquinanti che sulle superfici di raccolta. La tensione (Volt) e la conseguente corrente (mA) ionizzano le particelle e creano sulle superfici del filtro (contrapposte e sottoposte a opportune tensioni elettriche) un campo elettrico sufficientemente intenso per catturarle, proprio come se fossero attratte da una calamita.
Hanno il vantaggio di essere molto efficaci nel trattenere particelle, fibre, sostanze biologiche anche di piccolissimo diametro (< 1 micron) e non perdono capacità filtrante nel tempo (in quanto sempre rigenerate) anche quando l’inquinante si accumula sul filtro. Il consumo di energia è molto basso (circa 4/7 w per ogni 1000 m3 d’aria).
L’efficienza rimane costante durante tutto il ciclo di funzionamento mentre la durata del filtro elettronico è pari alla vita della macchina. Lo stato di accumulo di inquinante del filtro viene segnalato da un sensore che permette di programmare la periodica manutenzione, facilmente eseguibile dall’utente tramite il semplice lavaggio in acqua con apposito detergente non aggressivo per l’alluminio.
EFFICIENZA ENERGETICA
La gestione energetica, negli ultimi anni, è diventata oggetto di dibattito e argomento di grande interesse. Nei sistemi di ventilazione, il processo di movimentazione dell’aria, tramite l’unità di trattamento, richiede un importante dispendio di energia elettrica. L’ammontare totale di quest’ultima, dipende dalle perdite di carico che risultano direttamente proporzionali al livello di efficienza dei filtri (quindi il livello di intasamento) e dal livello di qualità desiderata all’interno dell’unità.
Qualsiasi filtro per aria di tipo “meccanico”, la cui efficienza dipende principalmente da fenomeni di interferenza meccanica tra le particelle in transito e la matrice fibrosa filtrante, va incontro ad un progressivo aumento delle perdite di carico, dovuto all’accumularsi dei depositi trasversali rispetto al flusso d’aria. Ad esempio, un filtro in carta ad efficienza medio-alta, in classe F7-F8 secondo la vecchia EN 779, può essere caratterizzato da perdite di carico iniziali di 100-150 Pa, che possono aumentare fino a 450 Pa a fine vita operativa. Ora con la nuova normativa EN ISO 16890, il cambio del filtro è previsto al raggiungimento dei 300 Pa (VEDI CERTIFICAZIONE).
Expansion Electronic si impegna a utilizzare materiali rinnovabili e riciclabili, preservando l’ambiente grazie a prodotti con lunghi cicli di vita. Quindi, c’è da chiedersi perché non si utilizzano normalmente dei filtri elettrostatici, nelle unità di trattamento dell’aria.
IMPORTANTE EFFETTO GERMICIDA
Negli impianti di ventilazione che installano dei filtri di tipo “meccanico” si verifica una possibile formazione e liberazione di prodotti microbici tossici da decomposizione, come ad esempio le endotossine. Il filtro elettrostatico, invece, ha un alto potere germicida in quanto origina un’inattivazione dei contaminanti, a differenza della filtrazione meccanica che non la garantisce e crea nel lungo periodo una raccolta di contaminanti vivi che proliferano e realizzano vere e proprie colonie di germi, esponendo l’ambiente e l’operatore addetto alla manutenzione ad alti rischi di contagio. Come si può notare nell’immagine sottostante, i contaminanti (in base alla dimensione che presentano), possono entrare nel nostro corpo e logorare determinati organi.
L’Istituto d’igiene dell’aria di Berlino, che da anni opera nel settore di ricerca sul campo della ventilazione, tecnologia ambientale, medicina e igiene, ha certificato che i nostri filtri elettrostatici sono in grado di eliminare dall’aria batteri aero-dispersi, lieviti e muffe con un livello di efficienza che va dal 98,53% al 99,96%.
EFFICIENZA CERTIFICATA
Expansion Electronic ha sviluppato e presentato diversi brevetti e ha ricevuto una serie di certificazioni che ci hanno permesso di ottenere un grande successo ed un gran numero di premi internazionali. Vogliamo riconoscere il nostro impegno ed il nostro valore attraverso le certificazioni e le conformità dei nostri prodotti in modo da garantire ai nostri clienti una qualità ed efficienza assoluta in modo da interfacciarci in completa sicurezza.
La norma UNI 11254 classifica i filtri elettrostatici attivi in quattro gradi di filtrazione (A, B, C, D). L’efficienza presa in considerazione in questa norma è l’efficienza media Em su granulometria di DEHS da 0,4 μm. Un confronto omogeneo con i filtri di tipo “meccanico” non è possibile, poiché le classi di efficienza di questi ultimi prendono in considerazione:
a) Le efficienze medie di filtrazione nel corso della vita utile del filtro che non sono costanti, ma crescono con l’impregnarsi di polveri da parte del filtro stesso per particolato di una granulometria di 0,4 μm (vecchia classe F, EN 779).
b) Le efficienze minime di filtrazione per particolato di granulometria pari a 0,3 μm (classe E, EN 1822). Pur tuttavia, i filtri elettronici FE si possono accostare ai filtri meccanici (ex classe F o E) in base alle loro prestazioni verso le dimensioni delle particelle. Uno stesso filtro elettrostatico FE offre in termini prestazionali un’efficienza di filtrazione crescente con il diminuire della velocità di passaggio dell’aria. Ad una velocità di 4 m/s un filtro elettronico FE è comparabile ad un filtro a tasche classificato ePM1 70% (vecchia classe F8), mentre ad 1,5 m/s la sua efficienza di filtrazione lo renderà comparabile ad un filtro classe E11.
Pertanto, in un impianto a portata variabile, con un filtro elettrostatico attivo la classe di efficienza minima sarà quella ottenuta alla massima portata e crescerà per portate inferiori. Questa peculiarità non sussiste per i filtri meccanici che mantengono la stessa classe di efficienza alle differenti portate di funzionamento, sebbene il grado di efficienza sia minimo a filtro nuovo.
RETROFIT PER IL MIGLIORAMENTO DEL COMFORT E DELLE PRESETAZIONI ENERGETICHE
L’azione di retrofit ha la finalità di migliorare l’attuale condizione, sia a livello di prestazioni energetiche che di comfort, dell’impianto di condizionamento o ventilazione già esistente con la conseguente riqualificazione dell’edificio. Gli interventi di retrofit, soprattutto nel settore civile, prevedono l’applicazione di filtri elettrostatici per UTA, filtri elettrostatici per Rooftop e filtri elettrostatici per CTA che garantiscono altissime efficienze energetiche grazie alla tecnologia costruttiva, aumento delle efficienze di filtrazione e diminuzione dei costi di gestione. Infine, grazie al materiale con il quale sono costruiti (alluminio), sono facilmente rigenerabili tramite un semplice lavaggio ed il loro ciclo di vita è di circa 15 anni.
Le caratteristiche degli impianti
• Alta efficienza costante in classe EN 1822 fino a 2 m/s di velocità sul filtro elettronico.
• Basse perdite di carico iniziali, il più possibile inferiori a quelle caratteristiche dei filtri meccanici attualmente in uso, quindi < 60 Pa, intorno ai 30 Pa;
• massima linearità di prestazioni (efficienza, perdite di carico) durante la vita operativa;
• massima estensione della vita operativa (elevata capacità di carico in termini di peso di inquinanti trattenuti).
Queste sono le caratteristiche di base, alle quali si aggiunge un plus estremamente importante: una efficace azione antibatterica ed antifungina, in modo da evitare la proliferazione di colonie di batteri e muffe in determinate condizioni favorevoli di temperatura ed umidità, spesso riscontrabili nei normali impianti di trattamento dell’aria. Per queste motivazioni, ed essendo di rilevante importanza la riduzione dell’impatto ambientale, Expansion Electronic ha implementato un’azione di RETROFIT che permette di sostituire i normali filtri meccanici con quelli di nuova generazione elettrostatici. I vantaggi sono principalmente due:
• Il minore consumo energetico “energy saving” determinato dalle inferiori perdite di carico e quindi dal ridimensionamento del motore degli impianti di ventilazione già esistenti. Grazie a questa azione viene garantita una buona riduzione nelle emissioni di CO2;
• Una notevole riduzione della quantità di materiale non riciclabile.
SETTORI DI APPLICAZIONE
La nuova gamma di filtri elettronici FE SYSTEM può essere installata in:
- unità di trattamento aria (filtro elettronico per UTA);
- rooftop (filtro elettronico per Rooftop);
- centrali di trattamento aria (filtro elettronico per CTA);
- canali e/o condotti di aerazione.
