TUTKIMUSSELOSTUS Nro VTT-S Omakotitalojen suodattimien mittaus

Transkriptio

1 TUTKIMUSSELOSTUS Nro VTT-S Omakotitalojen suodattimien mittaus Tilaaja: Eagle Filters Oy

2 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (1) Tilaaja Eagle Filters Oy Kalervonkatu KOTKA Tilaus Juha Kariluoto Yhteyshenkilö VTT:ssä VTT Tutkija Aimo Taipale Tekniikankatu 1, Tampere PL13, 3311 Tampere Puh: , Faksi: Sähköposti: aimo.taipale@vtt.fi Tehtävä Tausta Kohde Sisältö Menetelmät Omakotitalojen suodattimien mittaus Useiden omakotitalojen ilmanvaihtolaitteisiin myytävien suodattimien erotuskyky ei ole läheskään niin hyvä kuin mainoksissa esiintyvät suodatinluokat antavat ymmärtää. Erityisiä ongelmia on ns. elektreettisuodattimilla, joiden erotuskyky saattaa heikentyä merkittävästi todellisissa käyttöolosuhteissa ilman että standardinmukainen luokitusmittaus antaa mitään viitteitä tästä ominaisuudesta. Eagle Filters Oy valmisti koetta varten kaupallisesti saatavilla olevista omakotitalojen ilmanvaihtokoneiden suodattimista 1mm x1 mm kokoisia koekappaleita yhteensä 6 kappaletta seuraavista suodattimista (valmistaja tai markkinoija): Eagle Filters F7, Eagle Filters F5, Teho Filter Oy, Vallox Oy, Sinituote Oy ja F-suotimet Oy. Omakotitalojen ilmanvaihtolaitteisiin tarkoitetuille suodattimille suoritettiin vertailumittaukset, joiden avulla saadaan selville niiden todellinen tehokkuus pienhiukkasten suodatuksessa. Vertailumittauksessa määritettiin puhtaan suodattimen paine-ero, hiukkaskokoluokittainen erotusaste sekä niiden käyttäytyminen kuormitettaessa suodattimia diesel pakokaasuaerosolilla, joka vastaa ominaisuuksiltaan etenkin lämmityskaudella ulkoilmassa esiintyviä polttoperäisiä pienhiukkasia. Jokaisen suodattimen eteen lisättiin tasomainen G3-luokan karkeasuodatin halkaisijaltaan 16 mm. Suodatinpaketin läpi imettiin ilmavirta 14.4 l/s, joka vastaa keskimääräistä hienosuodattimen otsapintanopeutta 1.44 m/s. Suodattimien erotuskyky mitattiin puhtaana, lyhyen dieselkuormituksen (noin 5 paine-eron kasvu) jälkeen, sekä siinä vaiheessa kun suodatinpaketti saavutti 2 paine-eron. Osalla suodattimista paine-eron kasvu oli niin hidasta, että koe keskeytettiin kun 3 suodatinpakettia oli saavuttanut 2.

3 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (2) Suodattimen erotusasteen mittausjärjestely on esitetty kuvassa 1. Kuva 1. Erotusasteen mittausjärjestelyt. Suodatin kiinnitettiin tiiviisti mittauskanavaan, ja sen läpi järjestettiin haluttu ilmavirta, joka mitattiin venturiputkella. Suodattimen aiheuttama paine-ero mitattiin kammioista mikromanometrilla DPM TT 47S. Puhtaiden suodattimien erotusaste mitattiin EN 779 standardia mukailevalla menetelmällä. Suodattimen puhdistuskyvyn määrityksessä käytettiin sumutin-tyyppisellä hiukkasgeneraattorilla tuotettuja DEHS (Di(ethylHexyl) Sebacate) hiukkasia, jotka johdettiin HEPA -suodatettun ilmavirtaukseen. Testihiukkasten pitoisuus ja kokojakauma mitattiin tutkittavan suodattimen molemmilta puolilta optisella hiukkaskokoanalysaattorilla (PMS LAS-X) ja aerodynaamisella luokittelijalla TSI APS 3321 hiukkaskokoalueella.15 5 µm. Suodattimen hiukkaskokoluokittainen puhdistuskyky E(d p ) määritettiin kaavalla E( d p C2( d ) ) = 1* 1 p, 1( ) C d p missä C 1 (d p ) on tietyn kokoisten hiukkasten pitoisuus suodattimelle tulevassa ilmassa ja C 2 (d p ) vastaava pitoisuus puhdistetussa ilmassa.

4 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (3) Kuormituskokeessa sodattimien läpi johdettiin diesel pakokaasuaerosolia, jonka pitoisuus oli keskimäärin 5 mg/m 3. Testiaerosoli tuotettiin dieselmoottorilla YANMAR L4E-D. Tulokset Suodattimien paine-erot puhtaina sekä 1. ja 2. kuormituksen jälkeen ovat taulukossa 1. Taulukko 1. Suodattimien paine-erot. Näyte Dp () Dp () Dp () Puhdas 1. Kuorm. 2. Kuorm. Eagle Filters F Eagle Filters F Teho Filter Oy Vallox Oy Sinituote Oy F-Suotimet Oy Suodattimien erotusasteet ennen kuormitusta ovat kuvassa 2, ensimmäisen kuormitusjakson jälkeen kuvassa 3 ja toisen kuormitusjakson jälkeen kuvassa 4. Suodattimien paine-eron kasvu kuormituskokeen aikan on kuvassa Eagle Filters F7, 76 Eagle Filters F5, 35 Teho Filter Oy, 89 Vallox Oy, 9 Sinituote Oy, 4 F-suotimet Oy, 77 G3, APS_LASX_Sovite_puhtaat_B.xls Kuva 2. Puhtaiden suodattimien erotusasteet.

5 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (4) Eagle Filters F7, 1 kuormitus, 86 Eagle Filters F5, 1 kuormitus, 4 Teho Filter Oy, 1 kuormitus, 94 Vallox Oy, 1 kuormitus, 97 Sinituote Oy, 1 kuormitus, 45 2 F-suotimet Oy, 1 kuormitus, APS_LASX_Sovite_EA_1_kuormitus_B.xls Kuva 3. Erotusasteet ensimmäisen kuormitusjakson jälkeen Eagle Filters F7, 2 kuormitus, 172 Eagle Filters F5, 2 kuormitus, 4.8 Teho Filter Oy, 2 kuormitus, 17 Vallox Oy, 2 kuormitus, 176 Sinituote Oy, 2 kuormitus, F-suotimet Oy, 2 kuormitus, APS_LASX_Sovite_EA_2_kuormitus_B.xls Kuva 4. Erotusasteet toisen kuormitusjakson jälkeen.

6 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (5) 25 2 Eagle Filters F7 Eagle Filters F5 Teho Filter Oy Vallox Oy Sinituote Oy F-Suotimet Oy inehäviö () Altistus (mg/m 3 *h) Kuva 5. Suodattimien paine-ero kuormituskokeessa. Tulosten tarkastelu Suodattimien erotusasteissa oli merkittäviä eroja erityisesti puhtailla suodattimilla. Osalla suodattimista erotuskyky aleni dieselkuormituksen aikana. Tämä johtuu todennäköisesti sähköisen suodatusvaikutuksen heikkenemisestä kuormituksen aikana. Kuormituskokeessa paine-ero kasvoi nopeimmin niissä suodattimissa, joiden erotusaste oli kokeen päättyessä korkea. Tampere, Timo Määttä Teknologiapäällikkö Aimo Taipale Tutkija LIITTEET JAKELU Suodattimien erotusasteet Tilaaja VTT / Kirjaamo

7 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (1) LIITE Eagle Filters F7, 76 Eagle Filters F7, 1 kuormitus, 86 Eagle Filters F7, 2 kuormitus, Eagle Filters F5, 35 Eagle Filters F5, 1 kuormitus, 4 Eagle Filters F5, 2 kuormitus,

8 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (2) LIITE Teho Filter Oy, 89 Teho Filter Oy, 1 kuormitus, 94 Teho Filter Oy, 2 kuormitus, Vallox Oy, 9 Vallox Oy, 1 kuormitus, 97 Vallox Oy, 2 kuormitus,

9 TUTKIMUSSELOSTUS NRO VTT-S (3) LIITE Sinituote Oy, 4 Sinituote Oy, 1 kuormitus, 45 Sinituote Oy, 2 kuormitus, F-suotimet Oy, 77 F-suotimet Oy, 1 kuormitus, 84 F-suotimet Oy, 2 kuormitus,