Воздушный фильтр нулевого сопротивления: ТрансТехСервис (ТТС): автосалоны в Казани, Ижевске, Чебоксарах и в других городах

Фильтр нулевого сопротивления — есть ли смысл в установке?

«Фильтр нулевого сопротивления» (хотя корректно говорить о «сниженном» сопротивлении, нулевым он быть не может) – один из тех атрибутов тюнинга двигателей внутреннего сгорания, что утвердился в массовом сознании как вещь категории must have. Увидеть фильтр-нулевик можно и на серьезном тюнинговом проекте, и на китайском скутере. Причем владельцы подобных фильтров вовсе не представляют ни их принцип работы, ни правила ухода за фильтрами пониженного сопротивления.

Что дает фильтр нулевого сопротивления?

В двигателе внутреннего сгорания рабочим телом является атмосферный воздух. Чем больше его попадает в цилиндр, тем больше в нем сгорает топлива, выше температура и давление во время рабочего хода поршня. Отсюда – рост крутящего момента и мощности.

Но, чем выше обороты двигателя, тем сильнее влияние сопротивления впускного тракта на наполнение цилиндров. Если на низких оборотах для бензинового двигателя наполнение все равно урезается дросселем, то в режиме «тапка в пол» мощность уже зависит от конфигурации впуска, настройки ресивера и сопротивления воздушного фильтра.

Для чего нужен фильтр «нулевого» сопротивления? Воздушный фильтр по определению оказывает сопротивление потоку воздуха. Даже если снять фильтр, турбулентность у среза патрубка воздухозаборника создаст некоторые потери в наполнении – не зря в спортивных ресиверах используют раструбообразные формы.

Причем качественный фильтр, имеющий высокую степень очистки, при равной площади поверхности «душит» мотор больше, чем пропускающий всю пыль в цилиндры. Поэтому раньше на спортивных двигателях воздушные фильтры не устанавливались вовсе – максимум в воздухозаборниках крепились сеточки для защиты от случайных камней. Ресурс у моторов все равно рассчитывался на несколько гонок, и увеличенный абразивный износ цилиндропоршневой группы не был критичен.

Но у техники, которая использовалась не в столь экстремальных режимах, да и просто без богатых спонсоров, проблема снижения ресурса из-за отсутствия фильтрации воздуха стояла остро. Поэтому «нулевой фильтр» стал своеобразным компромиссом между пропускной способностью и степенью очистки воздуха.

Конструктивно «нулевики» выполняются из двух типов материалов: хлопка или крупнопористого поролона, но суть работы остается одинаковой. Сама шторка фильтра не осуществляет фильтрации в достаточной степени, размер пор в ней эффективен только против сравнительно крупных частиц. Это обеспечивает малое сопротивление потоку воздуха.

С мелкой пылью же борется пропитка для фильтра нулевого сопротивления – специальное липкое масло, обволакивающее микроячейки в шторке фильтра. Пока поток воздуха проходит сквозь «лабиринт» шторки, микрочастицы налипают на масляную пленку.

По этой причине фильтрам такого типа требуется регулярная промывка, удаляющая загрязнения и старое масло, и новая пропитка.

Наиболее эффективными в плане очистки воздуха являются поролоновые фильтры: недаром они уже с завода используются на многих мотоциклах, рабочие обороты которых способны перевалить за пятизначную отметку. Поролон легко моется, имеет достаточную толщину, чтобы пыль успевала налипать на стенки ячеек. Хлопковые «конусы» и шторки же гораздо менее удобны в очистке из-за жесткой армирующей сетки внутри, а их эффективность (особенно у дешевых моделей) меньше.

Вас также заинтересует:

• Где находится топливный фильтр а как его менять
• Как выбрать хороший масляный фильтр
• Салонный фильтр: где он находится и как его поменять?

Плюсы и минусы: есть ли толк «нулевика»?

В реальности разницу с фильтром и без замечают разве что на динамометрическом стенде. Польза от снижения сопротивления только одного элемента системы впуска появляется исключительно в режиме «полного дросселя» на высоких оборотах, в стандартном цикле городской езды эффект от «нулевого фильтра» ровно нулевой.

Даже форсированным двигателям уменьшение сопротивления на впуске дает копейки выгоды. Возьмем для примера график, снятый на динамометрическом стенде с Nissan Skyline ECR33, чей двигатель RB25DET уже успел отойти от стандартной конфигурации:

Итог неплох – 250 лошадиных сил на колесах.

Но, если вообще снять воздушный фильтр — обеспечить снижение сопротивления впуска даже большее, чем у качественного «нулевика» — мы получим второй график:

Падение мощности после пика 5000 об/мин стало более плавным, но разница в цифрах ничтожна: ее прирост без фильтра составляет только 8 лошадиных сил. При 250 л.с., которые уже есть, это невозможно заметить где-то, кроме трека, когда счет идёт на сотые доли секунды.

И за эти копейки приходится платить усложнением обслуживания и ухудшением очистки воздуха.

«Право на жизнь» фильтры «нулевого» сопротивления имеют только на высокофорсированных двигателях (причем в первую очередь на форсированных по оборотам, а не наддувом). Но и там установка «нулевика» – это один из множества этапов доводки: установки широкофазных распредвалов, подгонки и шлифовки впускных каналов, настройки ресивера. В другом случае нулевой воздушный фильтр– не более чем вредный, хотя и красивый, аксессуар.

К тому же масляная пропитка «нулевиков» сама способна доставить проблемы на двигателях, оснащенных датчиками массового расхода топлива. Воздушный поток, проходя сквозь фильтр, увлекает за собой микрочастицы масла, которые затем оседают на стенках впускных патрубков и непосредственно на поверхности чувствительного элемента ДМРВ. Из-за этого слоя, работающего как теплоизолятор, ДМРВ начинает «врать», давая некорректный сигнал на ЭБУ впрыска. И тут уже на «ушедшем» составе топливовоздушной смеси разговор пойдет не о микроскопическом приросте пиковой мощности, а об ощутимом падении.

В ряде случаев установка ФНС сама по себе способна даже снизить максимальную мощность двигателя. Устанавливая модный хлопковый «конус» или поролоновый «гриб», приходится демонтировать штатный короб воздушного фильтра и воздухозаборник. При неудачной компоновке моторного отсека после этого «антитюнинга» двигатель получает не воздух, близкий по температуре к атмосферной, а уже нагревшийся, проходя через радиатор. Увеличение температуры воздуха на каждые 10 градусов Цельсия дает потерю в плотности 0,04 кг/м3 – а средний атмосферный двухлитровый мотор, раскрученный до 5000 об/мин, в минуту прогоняет через себя 35 — 40 кубометров! В результате двигатель с воздушным фильтром нулевого сопротивления получает меньше по массе воздуха, чем со штатным, якобы «задушенным», впуском.

Неизбежный вред от использования нулевых воздушных фильтров – ускорение износа цилиндропоршневой группы. Даже заявленные ведущими мировыми производителями (например, K&N) результаты очистки воздуха у этих фильтров не превышают 99% при идеальных условиях и с применением недешевого фирменного масла для пропитки. Воздушный фильтр с бумажной шторкой способен обеспечить фильтрацию от 99,5 до 99,9 процентов пыли. Казалось бы, разница невелика – но за несколько десятков тысяч километров речь уже пойдет о разнице в целых граммах пыли, попавшей в цилиндры двигателя. Причем по мере загрязнения бумажный фильтр только увеличивает степень фильтрации: пыль, забивая поры, уменьшает пропускное сечение, и они становятся способными задерживать более мелкие частицы, хотя и ценой роста сопротивления.

У «нулевиков» же загрязнения на поверхности пор уменьшают вероятность прилипания новых частиц, а сечение пор остается все равно больше, чем размер фильтруемых частиц, по мере загрязнения степень очистки снижается при мало меняющемся сопротивлении. Тем же страдали ранее применявшиеся контактно-масляные воздушные фильтры, где масло пропитывало набитую внутрь леску (конструкции, знакомые, например, по старым советским грузовикам и мотоциклам). «Нулевики» стали более компактной и легкой версией этих фильтров, давно вытесненных бумажными.

И ошибки при обслуживании фильтра темпы износа делают только выше. Кто-то умудряется не пропитывать фильтры, кто-то использует дешевые аэрозоли или вовсе неподходящие для пропитки масла. Попробуйте потереть между пальцами каплю фирменного масла для пропитки: оно настолько липкое, что даже стереть его с пальцев непросто. Другое масло не даст сколь бы то ни было заметного улучшения очистки в сравнении с фильтром, не пропитанным вообще.

Единственным плюсом для двигателей, не подвергнутым серьезному тюнингу, от установки «нулевиков» можно считать отсутствие необходимости в регулярной замене: надо вовремя мыть и заново пропитывать один и тот же фильтр.

Видео: Воздухофильтры «нулевики» — зло или тюнинг?

Фильтр нулевого сопротивления.Мифы,конструкция,как работает,тест фильтров

Тюнинг двигателя начинается с впуска и выпуска воздуха: мотору нужно «дышать». Ставим на впуск фильтр нулевого сопротивления, а для выпуска как минимум прямоточную заднюю «банку». Еще лучше установить полностью прямоточную систему, начиная от коллектора до задней «банки».

Какие бывают фильтры
Воздушный фильтр очищает воздух перед тем, как он попадет в двигатель. Казалось бы, чем более чистый воздух попадет в двигатель, тем мощнее будет работа мотора. Но, увы: большинство гоночных двигателей, особенно для профессиональных гоночных автомобилей, не оснащается воздушными фильтрами. Фильтры создают сопротивление воздуха на впуске, и чем больше сопротивление, тем сильнее теряется мощность двигателя. Обычные бумажные элементы имеют большое сопротивление воздушному потоку, потому что материал фильтра очень плотен. Альтернатива – «нулевики», фильтры нулевого сопротивления, фильтрующий материал которых – хлопковая марля, пропускающая без снижения фильтрующей способности как минимум на 50% больше воздуха, чем обычные штатные фильтры.

Мифы о «нулевиках»
В автомобильном сообществе очень популярно суждение о неудовлетворительной способности фильтрации спортивных фильтров за счет уменьшенного сопротивления воздушному потоку. Это в корне неправильно.

Штатные воздушные фильтры тем эффективней, чем меньше пористость материала, из которого они изготовлены. Именно поэтому возникает большое сопротивление воздушному потоку.

Пропитанные хлопковые фильтры работают совершенно иначе. В производстве фильтров нулевого сопротивления применяются доказанные научные принципы, которые определяют, как воздушный фильтр удаляет частицы грязи от воздушного течения. Первый из этих принципов известен как «перехват», который применяется к частицам грязи, путешествующим с воздушным течением. Воздушный поток будет всегда находить самую короткую дорожку и поскольку воздух проходит через волокна фильтра, некоторые из частиц войдут в контакт с волокнами и будут «захвачены». Эти частицы будут удерживаться в волокнах фильтрующего элемента за счет применения специальной пропитки.

Второй принцип – «impaction» (сжатие, столкновение, удар), который главным образом воздействует на большие или более тяжелые частицы грязи. Инерция или импульс заставляют частицу отклониться от общего воздушного потока: тяжелые частицы не следуют за воздушным течением мимо волокон фильтра, а вместо этого они попадают прямо в волокна.

Наиболее важный принцип для разработки фильтра – это законы физики, которые управляют движением очень маленьких частиц грязи. На маленькие частицы воздействуют силы в воздушном течении. Например, силы скоростных изменений, изменений давления, буря, вызванная другими частицами и взаимодействием с воздушными молекулами, заставляют очень маленькие частицы двигаться случайно и хаотично, вопреки основному воздушному потоку. В итоге эти частицы не следуют за воздушным течением, и их беспорядочное движение заставляет их сталкиваться с волокнами фильтра. Обычный бумажный фильтр способен фильтровать воздушный поток непосредственно одной поверхностью. В отличие от обычных фильтров элементы фильтров нулевого сопротивления имеют большее преимущество, благодаря многослойной пропитанной поверхности и лучшей конфигурации элемента. Данная особенность позволяет воздушному фильтру-нулевику задерживать большее количество пыли.

Бумажные автомобильные фильтры
Бумажные фильтры сделаны из спрессованных волокон. Воздух поступает через микроскопические отверстия между волокнами. Как только волокна засоряются, воздух ищет дополнительный маршрут. Этот процесс известен как поверхностная нагрузка. Поверхность фильтра собирает большое количество грязи, сопротивление воздушному потоку увеличивается, ибо остается меньшее количество не засоренных участков фильтра – мощность двигателя и экономия топлива понижается. Исходя из стандартов минимальной фильтрации, бумага для фильтрующих элементов должна быть очень толстой, а волокна должны быть сильно спрессованы. Поэтому бумажные элементы, которые обеспечивают адекватную фильтрацию, имеют большее сопротивление изначально.

Конструкция фильтра-нулевика
Конструкция фильтра нулевого сопротивления немного сложнее. Фильтр нулевого сопротивления состоит из нескольких слоев смазанной хлопковой ткани, которая захватывает частицы грязи. Частицы грязи цепляются за волокна фильтра и фактически становятся частью фильтрующего элемента. В итоге фильтры нулевого сопротивления отфильтровывают во много раз больше пыли на квадратный дюйм, чем бумажный фильтр. Хлопковая ткань зажимается в спрессованный алюминиевый экран, что увеличивает поверхностную область фильтра-нулевика. Поверхностная область фильтра нулевого сопротивления в пять раз больше, чем у обычного элемента. Частицы грязи, схваченные слоями перекрещиваемых хлопковых волокон и специальным маслом, которым пропитан элемент, практически не вредят воздушному потоку.

Как работает система впуска
При разработке фильтров нулевиков особое внимание уделялось штатному корпусу воздушной системы, шлангам, соединяющим корпус фильтра с карбюратором или дроссельной заслонкой двигателя. Дело в том, что воздух сначала проходит по всем лабиринтам системы впуска, и только затем попадает в карбюратор или дроссельную заслонку. Конфигурация системы впуска серьезно влияет на воздушный поток. Поскольку воздушные потоки подобны воде, то различные преграды типа острого изгиба в шланге негативно влияют на подачу воздуха. В некоторых случаях, штатная система впуска – самый большой источник ограничения подачи воздуха. Входное отверстие в корпусе штатного фильтра – хороший пример.

«Нулевик» для гонок
Гоночную или овальную трассу можно рассматривать как относительно чистую воздушную зону. В таком случае гонщик может не устанавливать воздушный фильтр в пользу всасывания больших объемов неограниченного воздуха. Однако, проверяя данное утверждение, фирма K&N использовала воздушный фильтр, установленный в корпус. Фильтр и кожух улавливали частицы свободной пыли, поднимаемой другими гоночными автомобилями в течение гонки. Грязь, маленькие камни и части каучука от шин гоночных автомобилей обнаруживались внутри кожуха после даже короткой гонки.

Правильно подобранный конический или круглый воздушный фильтр нулевого сопротивления будет пропускать 100 процентов воздушного потока без ограничения, одновременно препятствуя попаданию пыли в двигатель.

Существует еще одна проблема, связанная с применением фильтров в гоночных автомобилях. Воздух, попадающий в двигатель на больших скоростях движения автомобиля, создает завихрения на впуске. Воздушный поток на большой скорости превращается в бурю. На высокой скорости воздух имеет тенденцию создавать частичный вакуум внутри впускной системы. Таким же проблемам подвержены системы с открытыми карбюраторами. Чем выше скорость, тем больше сопротивление на впуске. Установка спортивного фильтра нулевого сопротивления устраняет описанные проблемы. Фильтрующий элемент-нулевик становится источником спокойного чистого воздуха. Ударные волны сбрасывают давление в пределах границ камеры.

Тест воздушных фильтров нулевого сопротивления
Специалисты тюнинг-центра «Билкон» протестировали несколько фильтров пониженного сопротивления (см. таблицу). Тестирование проводилось на мощностном стенде Bosch. За эталон приняли номинальную мощность автомобиля ВАЗ-21103 с 16-клапанным двигателем объемом 1500 куб. см. Все фильтры ставили под капот именно этой «десятки». Комплектация машины стандартная, пробег – 10500 км. С заводским фильтром сделали четыре замера. Средний результат – 71,6 кВт (или 94,11 л.с.) при 5320 об/мин. Что же касается других подопытных фильтров, то можем сразу сообщить: результаты были близки к ожидаемым. Да, в большинстве случаев фильтры пониженного сопротивления дают прирост мощности, но… около 6-9%. Большая прибавка оборачивается потерей мощности на «низах» и провалом в зоне около 5000 об/мин. Физически же обычный человек не в силах почувствовать разницу в мощности двигателя менее 5 л.с., а динамические характеристики с фильтром и без меняются совсем уж неуловимо. Так что потешить самолюбие могут скорее цифры на бумаге, чем реальность. А между тем, если говорить о ценах, один фильтр пониженного сопротивления стоит как семь штатных. ..

С приобретением «спортивного» фильтра автолюбитель получает обязанность регулярно (скажем, через 5000 км) промывать и пропитывать специальным раствором, который тоже денег стоит, фильтрующий элемент (причем выдерживая определенную технологию), что трудно сравнить с простотой общеизвестной операцией «снял-поставил». Забывать о периодическом обслуживании фильтра нельзя, иначе машина станет «тупой» и «прожорливой».

Да, на «нулевик», предназначенный для открытой установки, приятно посмотреть. Но только в первые дни. Потом он обрастает толстым слоем грязи и пыли…

Фильтры пониженного сопротивления, которые ставят в штатные коробки («панельные»), незаметны и потому менее популярны. Разве им похвастаешься перед приятелями – «Смотри, чо поставил!»…

Еще об одном заблуждении. Считается, что если снять фильтр и его корпус вовсе, мощность мотора возрастет, причем значительно. Это не так. Дело в том, что инженеры рассчитывают фазы газораспределения с учетом потерь на фильтр. И с практической точки зрения двигатель, в который попадает абразив (пыль), долго не протянет. Преграда в виде воздушного фильтра просто необходима. Но чудес не бывает. Снизить сопротивление потоку можно только за счет увеличения проходных отверстий, то есть – ухудшить качество фильтрации. Игра не стоит свеч: глупо получать скорее теоретическую прибавку мощности за счет значительного снижения ресурса двигателя.

Большинство фильтров в этом тесте – универсальные, конусного типа. Такая форма – не дань эстетике, она оптимальна с точки зрения практики. Пара «конусов» – с внутренним диффузором. Как показывают замеры, такая конструкция дает наилучшие показатели.
В общем, результаты тестов перед вами. Конечно, неплохо было бы узнать и эффективность фильтров – интересно же, сколько пыли какой пропускает. Но это – совсем другая история.

Таблица сравнения фильтров нулевого сопротивления

Сравнение фильтров по сопротивлению и эффективности

26 декабря 2020 г. Джим Розенталь

Джим Розенталь, CAFS

Несколько лет назад я написал для этого веб-сайта статью, в которой сравнивал различные общедоступные фильтры по сопротивлению и эффективности (при 0,3 мкм). Статья продолжает оставаться одной из самых популярных на нашем сайте. Просто не так много мест, где можно сравнить фильтры разных производителей. Каким-то образом это удовлетворило потребность. Надеюсь, это обновление статьи будет продолжаться.

На фото выше наша «испытательная установка». По сути, это демонстрационная камера, которую мы построили много лет назад, чтобы показать стойкость и эффективность различных типов фильтров. Он использовался на семинарах и презентациях для таких организаций, как RSES, ACCA, BOMA, IAQA и в ряде классов HVAC в младших колледжах. Это довольно просто — 8 футов в длину, слоты для фильтров 1″, 2″ и 4″, отверстие фильтра 24″X24″, вентиляторы, способные развивать скорость до 750 футов в минуту, и магнетический манометр для измерения «падения давления» на фильтрах.

Эффективность фильтра измеряется портативным прибором Lighthouse 3016-IAQ с шестью размерами частиц: 0,3 мкм, 0,5 мкм, 1 мкм, 2,5 мкм, 5 мкм и 10 мкм.

Это не соответствует требованиям ASHRAE 52.2 Test Duct. Тем не менее, он может предоставить нам очень полезную информацию. Мы протестировали в общей сложности 26 различных фильтров. «Розничные» версии были получены из различных торговых точек, от хозяйственных магазинов до супермаркетов. Кроме того, был включен ряд более «коммерческих» фильтров, таких как 2-дюймовые фильтры от крупных производителей, прокладки из полиэстера и кольцевые панели.

Все фильтры были протестированы с использованием одной и той же процедуры. Сначала фильтры были протестированы на скорости 300 футов в минуту — как на сопротивление, так и на эффективность. Затем в помещении производился подсчет частиц окружающей среды. Затем скорость увеличивали до 500 футов в минуту и ​​измеряли сопротивление фильтра. Эффективность рассчитывалась как процент снижения количества частиц в окружающей среде до количества, измеренного на стороне выхода воздуха из воздуховода.

В результате все фильтры обрабатывались одинаково, в одних и тех же условиях в одно и то же время. Таким образом, результаты должны обеспечивать хорошее сравнение друг с другом.

(Сопротивление и эффективность также сравнивались с опубликованными данными, чтобы подтвердить относительную точность наших цифр.)

Вот они:

.024 78%0202502502502502025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025025000259.99 2

	PD @300fpm	PD @500 fpm	Eff 0,3 мкм	Эфф. 0,5 мкм	Эфф. 1 мкм	Эфф. 2,5 мкм	Эфф. 5um	Eff 10um
3M – MERV 13 – 1″	0,19″ wg	0,29″ wg	90 24 90
85%	91%	91%
3M – MERV 5 Basic – 1″	0.20″ wg	0.32″ wg	1%	10%	26%	54%	53%	62%
3M Filtrete 1085 MERV 11 – 1″	0.20″ wg	0.29″ wg	32%	40%	52%	69%	75%	75%
3M Filtrete 1500 MERV 12 – 1″	0. 20″ wg	0.28″ wg	48%	55%	75%	95%	94%	91%
3M Filtrete 1900 MERV 13 – 1″	0.21″ wg	0.31″ wg	45%	53%	66%	86%	90%	84%
AAF Flanders Prepleat M8 – 2″	0.14″ wg	0.21″ вг	1%	16%	29%	65%	76%	79%
AAF Perfect Pleat 2″	0.17″ wg	0.31″ wg	4%	3%	25%	52%	82%	89%
ACE Adnemware MERV 8 — 1 ″	0,15 ″ WG	0,24 ″ WG	7%			3625
Aerostar MERV 8 – 2″	0,18″ wg	0,24 ″ WG	1%	10%	20%	54%	83%	87%
GRIP и HALMLE 12000 — 1,125
и молоток 12000 — 10025
.	5%	15%	24%	40%	59%	. %	5%	14%	42%	77%	75%
Fiberglass EZ- Flow – 1″	0.12″ wg	0.19″ wg	1%	1%	18%	29%	18%	64%
Flanders Fiberglass 1″	0.10″ wg	0.15″ wg	1%	9%	11%	27%	50%	50%
Honeywell FPR10 – 1″	0,27″ вд	0,40″ вд	41%	59%	76%	79%	86%	87%
Honeywell FPR7 – 1″	0.26″ wg	0.38″ wg	23%	39%	63 %	62%	92%	86%
Polyester Pad – 2″	0.18″ wg	0.26″ wg	1%	1%	8%	17%	31%	54%
Полиэтиленовая прокладка – липкая MERV8 – 1″	0. 21″ wg	0.27″ wg	4%	6%	25%	46%	66%	78%
Polyester Ring Panel – 1″	0.19″ wg	0,29 ″ WG	1%	4%	19%	26%	49%	76%
Precisionaire Poly %	1%	1%	48%	52%	66%
Purafilter 2000 – 1″	0.19″ wg	0.30″ wg	1%	11%	15%	59%	75%	80 %
Tex-Air MERV 10 – 1″	O.19″ wg	0.27″ wg	13%	30%	37%	57%	76%	88%
Tex-Air MERV 10 – 2″	0,16″ wg	0,20″ wg	13%	30%	37%	57%.	30%	37%	57%	76%	88%
Tex-Air Merv 11-1 ″	0,21 ″ WG	0,30225925022502502502502250220202250220202m22502250202252020202m25920225202020202m25920225020225020225020225022022022502202202250220220220220250202502202ред.	55%	62%	79%	89%
Tex-Air MERV 11 – 2″	0.16″ wg	0.26″ wg	26%	44%	55%	62%	79%	89%
Tex- Air MERV 13 – 2″	0.17″ wg	0.27″ wg	46%	50%	56%	71%	89%	91%

Observations:

1. Нелегко получить хорошее количество частиц выше 5 мкм. Причина довольно проста. Просто их не очень много – условно говоря. Во многих случаях количество частиц при 0,3 мкм/фут3 будет находиться в диапазоне 400 000, в то время как количество частиц 5 мкм и 10 мкм будет составлять 600 или 400 на кубический фут. Небольшие числа могут привести к странным процентам. В этих случаях я повторял тест, когда в комнате присутствовали более крупные частицы.
2. Скорость воздушного потока сильно влияет на сопротивление или падение давления (PD) фильтра. Чем выше скорость, тем больше перепад давления из-за фильтра в перед фильтром. (это то, что измеряет Magnehelic).
3. Конструкция фильтра влияет на сопротивление. Гофрированные фильтры имеют меньшее сопротивление, чем фильтры с плоской панелью, поскольку скоростное давление воздушного потока распределяется по большей площади среды. Таким образом, 2-дюймовый складчатый фильтр будет иметь меньшее падение давления, чем 1-дюймовый складчатый фильтр, изготовленный из того же материала. Точно так же 4-дюймовый фильтр будет иметь меньшее сопротивление, чем 2-дюймовый фильтр. Это очень важная концепция для бытовых фильтров. Многие жилые установки ОВКВ не имеют надлежащего размера воздуховодов или фильтров, чтобы они могли нормально функционировать с более ограничивающим фильтром. (По возможности рекомендуется использовать более толстый складчатый фильтр.)
4. Эффективность часто влияет на сопротивление. Как правило, более высокий MERV (объяснение здесь — https://www.texairfilters. com/what-is-a-merv-air-filter-testing-explained/) с более высокой эффективностью частиц создает больший перепад давления. Таким образом, фильтр MERV 13 часто более устойчив, чем фильтр MERV 8 или MERV 10. Однако, как мы увидим в следующем пункте, из этого правила есть исключения. Опять же, система HVAC должна быть проанализирована, прежде чем переходить на фильтр MERV 13. Если повышенное сопротивление может стать проблемой для работы системы, перейдите к следующим по величине фильтрам MERV, совместимым с системой HVAC.
5. Одним из самых удивительных моментов этого анализа является большая разница в сопротивлении между фильтрами разных типов и разных производителей. Некоторые гофрированные фильтры с таким же или меньшим значением MERV имеют более высокие потери давления. Фактически, некоторые фильтры MERV 8 и MERV 9 имеют такие же или более высокие перепады давления, чем фильтры MERV 13. Все фильтры увеличивают падение давления при использовании. «Грязь» на фильтрах добавляет сопротивления. Некоторые фильтры будут увеличивать сопротивление быстрее, чем другие, что подводит нас к последнему пункту.
6. Ряд фильтров в этом анализе имеют очень низкую эффективность при размерах частиц 0,3 мкм, 0,5 мкм, 1 мкм и 2,5 мкм. Это примерно соответствует диапазонам размеров E1 (от 0,3 мкм до 1 мкм) и E2 (от 1 мкм до 3 мкм) в системе MERV. Многие из этих фильтров классифицируются как MERV 8 или MERV 9. Тем не менее, при таких меньших размерах они в 2–7 раз менее эффективны, чем другие фильтры аналогичного MERV. Вот в чем проблема. В настоящее время воздушные фильтры являются важнейшим компонентом нашей защиты от распространения Covid-19.. В настоящее время широко признается тот факт, что Covid-19 передается через аэрозоли, которые могут оставаться в воздухе в течение длительного периода времени. Диапазон размеров аэрозолей Covid-19, вызывающий наибольшую озабоченность, составляет от 1 мкм до 3 мкм. (Наибольшее количество частиц с РНК Covid-19 находится в диапазоне <1 мкм, но сомнительно, заразны ли они. ) Другими словами, эти фильтры с очень низкой эффективностью ниже 3 мкм очень мало делают для улавливания аэрозолей Covid-19. .
7. В фильтрах с более высокой эффективностью менее 3 мкм используется так называемый электретный фильтрующий материал. Было показано, что фильтры, использующие этот материал, снижают эффективность использования. Это может быть важным фактором для фильтров, используемых в операционных, чистых помещениях и других средах, где требуется чистый воздух. Однако для фильтров, которые мы анализируем на этом графике, снижение эффективности в целом незначительно. (В этой статье дается более подробное объяснение — Что происходит с электретным зарядом на гофрированном фильтре MERV 11 в эксплуатации? | Воздушные фильтры Tex) Суть в том, что фильтры с электретным наполнителем превзойдут строго механические фильтры в критических диапазонах размеров для всю их жизнь.

Примечания:

1. ASHRAE 52.2 — 2017 — Стандарт США для испытаний воздушных фильтров. Как показано выше, его можно улучшить, сосредоточив внимание на потребностях пользователя. Пользователь хочет знать, как фильтр будет работать в его жилой или коммерческой системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Система MERV (по крайней мере, MERV 1-11) ориентирована на демонстрацию эффективности на более крупных частицах. Проблема в том, что большая часть этих частиц не попадает в фильтр. (Они оседают в воздухе из-за гравитации.) См. «Являются ли тесты воздушного фильтра репрезентативными для подсчета частиц в помещении?» | Tex-Air Filters Систему можно улучшить, предоставляя больше информации об удалении мелких частиц (менее 3 мкм).
2. Международный стандарт испытаний воздушных фильтров — ISO16890 — еще хуже. Большинство фильтров, используемых в США, будут классифицироваться с использованием «сельского» распределения частиц. Это распределение на самом деле смещено в сторону более крупных частиц, что делает систему еще более неточной. Эта статья объясняет проблему более подробно и дает информацию о том, откуда произошло «сельское» распределение – Анализ показывает, что ISO 16890 использует устаревшие и неточные данные о распределении частиц | Воздушные фильтры Tex
3. Это сравнение также подчеркивает ошибочность «антиэлектретного уклона» в производстве фильтров. Хотя это должно беспокоить фильтры MERV 14 и выше, которые используются в критических зонах. Это не должно беспокоить типы гофрированных фильтров, используемых подавляющим большинством бытовых и коммерческих пользователей. Как видно из таблицы – все электретные фильтры не одинаковы. Правильно изготовленные — они обеспечивают лучший воздушный поток и более высокую эффективность при работе с частицами размером менее 3 мкм. Мы видим это в N95 масок. Для достижения необходимой эффективности маски N95 обычно изготавливаются из электретного материала. Вместо принудительных испытаний для нейтрализации заряда мы должны работать над испытаниями, которые могли бы помочь производителям усовершенствовать технологию заряженных носителей, чтобы обеспечить более длительный срок службы.

Рубрики: Фильтрация воздуха, Статьи с тегами: сравнение фильтров эффективность сопротивление перепаду давления

Часто задаваемые вопросы о перепаде давления на воздушном фильтре

Что такое перепад давления на фильтре?

Падение давления на воздушном фильтре — это измерение сопротивления воздуху, проходящему через фильтр. Чем плотнее или толще фильтрующий материал, тем больше частиц и загрязнений может уловить фильтр. Это часто совпадает с более высоким рейтингом MERV; однако это также означает, что фильтр немного более ограничен и скорость воздушного потока через фильтр ниже. До сих пор существует распространенное заблуждение, что наличие фильтра с высоким рейтингом MERV будет слишком ограничивающим и нагрузит вашу установку. Тем не менее, большинство систем HVAC, построенных за последние 20 лет, не должны иметь проблем с использованием воздушного фильтра MERV 6 — MERV 13. Вы можете помочь свести к минимуму риск проблем с оборудованием HVAC или повреждения из-за перепада давления, регулярно меняя воздушный фильтр. Хотя верно то, что чем больше улавливает воздушный фильтр, тем эффективнее он улавливает больше частиц; в конечном итоге он станет слишком загруженным, и в этот момент поток воздуха может быть нулевым и чрезвычайно ограничивающим. Это не рекомендуется и может привести к увеличению счетов за электроэнергию и чрезмерному износу вашего блока HVAC. Частая замена фильтров поможет свести к минимуму риски, связанные с падением давления.

Как измеряется падение давления на фильтре?

Падение давления определяется Национальной ассоциацией фильтрации воздуха (NAFA): Падение давления на фильтре — это мера его сопротивления потоку воздуха через него. Сопротивление измеряется в дюймах водяного столба (w.g.) в системе измерения дюйм-фунт. Измеряется в Паскалях в системе СИ.

Какой начальный перепад давления по сравнению с конечным перепадом давления?

Падение давления на фильтре измеряется дважды: один раз, когда фильтр новый, и второй раз, когда фильтр находится в эксплуатации и «загружен» загрязнителями воздуха. Начальный перепад давления на фильтре (начальное сопротивление) зависит от типа фильтра, рейтинга MERV и размера. Когда фильтр используется, он улавливает и собирает частицы, и чем больше частиц задерживается, тем труднее воздуху проходить; когда это происходит, увеличивается перепад давления на фильтре. Как только фильтр полностью загружен, фильтр достигает конечного перепада давления. Окончательный перепад давления/конечное сопротивление измеряется, когда фильтр достигает своей полной пылеемкости и готов к замене. Не рекомендуется продолжать использовать фильтр после достижения конечной точки падения давления. Это может вызвать нагрузку на ваш блок HVAC и может привести к дорогостоящему техническому обслуживанию и ремонту.

Изменяется ли перепад давления на воздушном фильтре?

По мере того, как грязь и мусор задерживаются фильтром, остается меньше места для прохождения воздуха, что приводит к увеличению перепада давления на протяжении всего срока службы фильтра. Это одна из основных причин, почему так важно проверять, менять и чистить воздушный фильтр каждый месяц, чтобы гарантировать, что перепад давления на воздушном фильтре не станет слишком высоким и не вызовет нагрузки на ваш кондиционер / манипулятор. Помнить о замене воздушного фильтра — это ключ к снижению риска падения давления.

Что такое статическое давление?

Статическое давление — это измерение усилия воздушного потока, который ваша система HVAC перемещает по системе и воздуховоду.

Каковы признаки нездорового статического давления в системе HVAC?

Шумные системы при работе, причиной может быть высокое статическое давление. Горячие или холодные точки по всему дому? Это может быть связано с тем, что ваша система пропускает слишком много или недостаточно воздуха через свои воздуховоды.

Какая связь между падением давления на фильтре и расходом воздуха?

Падение давления на фильтре напрямую соответствует расходу воздуха через фильтр. Чем выше перепад давления, тем больше фильтр ограничивает поток воздуха. Чем ниже перепад давления, тем легче воздуху проходит через фильтр. Это важно учитывать при выборе фильтра для вашего приложения и вашего блока HVAC. В большинстве современных домашних кондиционеров можно установить фильтр с MERV 13 или ниже. Гофрированный фильтр MERV 13 диаметром 1 дюйм имеет перепад давления около 0,27, а MERV 8 диаметром 1 дюйм имеет перепад давления около 0,14.

Как падение давления на фильтре влияет на скорость потока?

Когда установлен воздушный фильтр, он становится барьером между системой ОВКВ и воздуховодами/вентиляционными отверстиями. Когда ваша система HVAC работает, фильтр замедляет и ограничивает воздух, проходящий через ваши вентиляционные отверстия и воздуховоды. Величина воздушного потока системы ОВКВ, замедленного фильтром, эквивалентна падению давления на фильтре. Как правило, чем выше рейтинг MERV, тем выше перепад давления и тем более ограничен поток воздуха. Падение давления напрямую соответствует расходу воздуха через фильтр.

Влияет ли материал (например, стекловолокно) на перепад давления в фильтре?

В фильтрах используются различные типы носителей в зависимости от области применения или требований окружающей среды. Тип материала фильтра и рейтинг эффективности влияют на падение давления и сопротивление воздушному потоку. Например, у бытового гофрированного фильтра с синтетическим наполнителем падение давления ниже, чем у наполнителя из микростекловолокна, используемого в критических условиях, таких как больницы и центры обработки данных.

Сравнение перепада давления — MERV 8, MERV 11 и MERV 13

Чем выше рейтинг эффективности фильтрации (рейтинг MERV), тем выше перепад давления. Это также означает, что чем выше рейтинг MERV, тем больше частиц и загрязнителей может улавливать фильтр. Ниже приведена диаграмма, сравнивающая падение давления стандартных 20X24X1 MERV8, 11 и 13 при 1000 кубических футов в минуту. Большинство современных бытовых установок/манипуляторов HVAC могут легко работать со складчатым фильтром MERV 6-13. Перед заменой воздушного фильтра всегда обращайтесь к руководству производителя вашей системы HVAC.

МЕРВ	Номинальный размер	Фактический размер	кубических футов в минуту	Падение давления
13	20X24X1	19-1/2” X 23-1/2” X 3/4”	1000	0,27
11	20X24X1	19-1/2” X 23-1/2” X 3/4”	1000	0,27
8	20X24X1	19-1/2” X 23-1/2” X 3/4”	1000	0,14

Фильтры с более высоким рейтингом MERV ограничивают поток воздуха?

Чем выше рейтинг MERV, тем эффективнее фильтр отфильтровывает и улавливает частицы воздуха и загрязнения. По мере увеличения рейтинга MERV среда обычно становится выше и толще, чтобы улавливать больше загрязнителей воздуха, при этом вы можете увидеть немного большее ограничение воздуха. Тем не менее, мы используем гофрированную насадку в виде гармошки, что позволяет нам эффективно увеличить площадь поверхности фильтра без высокого перепада давления или ограничения потока воздуха. Большинство современных бытовых установок/манипуляторов HVAC могут легко работать со складчатым фильтром MERV 6-13. Регулярная замена воздушных фильтров предотвратит их загрузку и чрезмерное ограничение.

Какой перепад давления безопасен для моей системы кондиционирования воздуха/воздуховода?

Допустимый перепад давления различен для каждой системы кондиционирования или обработки воздуха, поэтому перед заменой воздушного фильтра всегда следует обращаться к руководству производителя, чтобы убедиться, что вы используете соответствующий фильтр. Большинство современных бытовых установок/манипуляторов HVAC могут легко работать со складчатым фильтром MERV 6-13.

Каждый воздушный фильтр имеет свой уникальный перепад давления. Даже фильтры с одинаковым рейтингом MERV могут иметь разное падение давления. Многие гофрированные воздушные фильтры HVAC по-прежнему могут иметь высокий рейтинг MERV, не сильно ограничивая поток воздуха. Перед заменой воздушного фильтра всегда обращайтесь к руководству производителя вашего кондиционера.

Падение давления на фильтрах HEPA, ULPA и ASHRAE

Падение давления для высокоэффективных фильтров, таких как HEPA, ULPA и ASHRAE, как правило, выше, поскольку в них используется качественный фильтрующий материал, который отлично улавливает загрязняющие вещества и мелкие частицы. Фильтры HEPA, ULPA и ASHRAE обычно используются в коммерческих и промышленных условиях или в приложениях.

Дополнительные факторы, влияющие на перепад давления

Перепад давления в фильтре меняется в процессе его использования. По мере того, как фильтр улавливает и собирает переносимые по воздуху загрязняющие вещества, перепад давления на фильтре увеличивается, а поток воздуха уменьшается.