Manomètres et pressostats pour filtres à air
L'application de . . .
Les filtres à air utilisés dans les systèmes de ventilation sont appelés à supprimer une très grande variété de contaminants de l'air, allant de la suie et de la fumée aux poussières courantes, en passant par les spores de moisissure, les bactéries et le pollen. La taille des particules varie de moins d'un micron (0,000039 pouce) à des insectes et des feuilles. La concentration varie d'heure en heure, de jour en jour et de saison en saison.
Ces variables, combinées à des exigences de filtration qui vont des besoins simples d'une fournaise domestique à la filtration absolue obligatoire pour une salle blanche, font de la purification de l'air une science complexe. Le choix du filtre doit donc être effectué par un ingénieur qualifié ou en collaboration avec le fabricant du filtre.
Les mêmes variables qui influencent le choix du filtre contribuent également au problème de déterminer quand un filtre a atteint la limite tolérable de sa durée de vie effective en raison de l'accumulation de contaminants. En raison de la grande variation de la charge de contaminants dans l'air filtré, le temps est une mesure incertaine. L'inspection visuelle de l'état du filtre ne donne que peu ou pas d'informations. La méthode la plus couramment utilisée pour vérifier l'état d'un filtre consiste à mesurer la perte de charge à travers le filtre à l'aide d'un manomètre pour filtre à air.
Fonctionnement du manomètre pour filtre à air Il est essentiel de clarifier la terminologie pour comprendre le fonctionnement d'un manomètre pour filtre à air. Le manomètre pour filtre à air mesure la perte de charge à travers le filtre afin de déterminer si celui-ci fonctionne dans les limites de sa plage d'utilisation efficace. Il ne mesure pas l'efficacité du filtre.
L'efficacité du filtre, telle que définie par le GUIDE ASHRAE, « est synonyme du terme « arrestance » et mesure la capacité du purificateur d'air à supprimer les particules d'un flux d'air ». Il existe plusieurs méthodes pour déterminer l'efficacité d'un filtre, en raison des variations entre les filtres et les exigences d'application.
Une méthode est basée sur le poids : un mélange soigneusement composé de poussière standardisée est introduit dans le flux d'air et la quantité piégée par le filtre par rapport à la quantité libérée lors du test détermine l'efficacité du filtre en pourcentage. Une deuxième méthode, la méthode des taches de poussière mise au point par le National Bureau of Standards, compare l'opacité de la poussière collectée sur du papier filtre à partir de deux échantillons d'air de Débit égal, dont l'un est de l'air filtré. L'efficacité du filtre est ainsi évaluée sur la base de la couleur foncée des taches de poussière. Une troisième méthode mesure la rétention de la fumée de DOP (dioctylphthalate), un aérosol homogène de taille 0,3 micron, afin de tester une catégorie spéciale de filtres à haute efficacité utilisés pour contrôler les particules hautement toxiques ou dans les cas où une propreté extrême est obligatoire.
La « capacité de rétention de poussière » d'un filtre à air est définie par le GUIDE ASHRAE comme « la quantité d'une poussière particulière qu'un filtre à air peut retenir et qui détermine la durée de vie du purificateur d'air, qui est principalement fixée par un chiffre de résistance tolérable ». Ainsi, un manomètre pour filtre à air, qui détecte la différence de pression statique à travers un filtre à air, permettra d'utiliser le filtre à air à sa capacité maximale de rétention de poussière, telle que déterminée par le fabricant du filtre et spécifiée en termes de résistance maximale du filtre. Il convient de noter que l'entretien d'un filtre lors de sa montée vers son point de résistance maximale spécifiée est la seule méthode qui garantit que les filtres sont utilisés au-delà du point où leur résistance accrue pourrait affecter l'équilibre du système, augmenter les fuites d'air et, pour certains types de filtres, commencer à laisser passer des contaminants.
Types de filtres et résistance recommandée pour l'entretien
Tous les fabricants de filtres fournissent des données techniques qui permettent d'utiliser pleinement leurs filtres. Ces données comprennent la résistance initiale en pouces de colonne d'eau pour le filtre à son débit d'air nominal et la résistance recommandée à laquelle le filtre doit être remplacé ou entretenu. Voici une description générale des différentes catégories de filtres à air :
Filtres à impact visqueux : l'élément filtrant est traité avec une huile ou un adhésif qui assure le blocage des particules de poussière qui entrent en contact avec lui. La résistance initiale d'un filtre type est généralement comprise entre 0,08 et 0,15 pouce d'eau, et un entretien est nécessaire à 0,50 pouce d'eau au moyen d'un interrupteur à pression ou d'un minuteur avec un interrupteur à pression prioritaire actionnant un entraînement électrique.
Les filtres de type sec sont disponibles dans une multitude de matériaux, en différentes épaisseurs, sous forme de nappes, de matériaux tissés ou liés, naturels ou synthétiques, et sous forme plissée, en tubes ou en sacs pour obtenir une plus grande surface de filtration. Leur efficacité est généralement au moins équivalente à celle des filtres à impact visqueux et peut atteindre pratiquement 100 %. La capacité de rétention de la poussière est élevée et les valeurs de résistance varient tellement qu'il est impossible de donner des chiffres approximatifs. Il convient de toujours consulter le fabricant pour connaître les valeurs initiales et finales de perte de charge appropriées pour ces filtres.
Les purificateurs d'air électroniques utilisant le principe de la précipitation électrostatique ne présentent pas d'augmentation caractéristique de la perte de charge à mesure qu'ils accumulent de la poussière et doivent donc être entretenus selon un calendrier préétabli. Le filtre mécanique normalement utilisé avec ce type d'équipement doit toutefois être entretenu en fonction de l'augmentation de la perte de charge.
Signification des valeurs de résistance initiale élevées ou bases En raison des nombreuses variables inhérentes à un système de distribution d'air, la perte de charge initiale dans certains systèmes peut être inférieure à celle spécifiée par le fabricant du filtre. Si le système a été soigneusement vérifié et s'avère en bon état, cela ne doit pas être source d'inquiétude, car cela indique simplement que le volume d'air passant à travers le filtre est inférieur au volume nominal. En général, cela signifie que la durée de vie du filtre sera plus longue avant qu'il ne nécessite un entretien. À l'inverse, si la perte de charge initiale dépasse la valeur nominale indiquée par le fabricant du filtre, cela indique que le volume d'air traité est supérieur à la valeur nominale du filtre et que la durée de vie du filtre sera raccourcie.
Un écart excessif par rapport à la valeur de résistance initiale publiée par le fabricant du filtre indiquera probablement un ou plusieurs des problèmes suivants :
Faible perte de charge
- Volume d'air traité inférieur à la valeur nominale en raison d'une surdimensionnement de la surface filtrante, d'un mauvais équilibrage de l'air dans le système, de dérivations ouvertes, etc.
- Incorrect filtre installé.
- Influence de la vitesse.
- Fuite d'air autour des filtres, au-delà des cadres et éventuellement à travers un filtre endommagé.
IMPORTANT : une chute de pression initiale inférieure de 30 % à 40 % ou plus à la valeur nominale du filtre signifie que les vitesses d'approche peuvent être suffisamment faibles pour nuire à l'efficacité de certains types de filtres.
- Filtre incorrect installé.
- Système traitant un volume d'air supérieur à la valeur nominale. Il est recommandé de vérifier minutieusement le système afin de s'assurer que toutes les commandes sont correctement réglées et fonctionnent correctement. S'il est impossible de réduire la chute de pression à moins de 10 % ou 15 % au-dessus de la valeur nominale, il convient d'augmenter la surface filtrante ou de réduire le volume d'air.
Important : une chute de pression initiale supérieure de 10 % à 15 % ou plus à la valeur nominale du filtre signifie que les vitesses d'approche peuvent être suffisamment élevées pour nuire à l'efficacité de certains types de filtres.
- Vérifiez le réglage du zéro du manomètre. Supprimez les deux tuyaux ou ouvrez les soupapes de purge à l'atmosphère.
- Vérifiez l'étanchéité de toutes les connexions de tuyaux entre le manomètre et l'embout statique ou le raccord.
- Vérifiez que les embouts ou raccords de pression statique ne sont pas bouchés.
- Vérifiez l'installation des embouts ou raccords statiques. Les embouts de pression statique de type angulaire doivent pointer directement dans le flux d'air. Les raccords de pression statique de type à bride doivent être montés sur la paroi d'un conduit, à un emplacement tel que l'ouverture soit perpendiculaire au flux d'air en mouvement. Une erreur de pression dynamique peut être créée si l'air souffle directement dans l'ouverture.
Comment installer les jauges et commutateurs de filtre à air Dwyer
Les jauges et commutateurs de filtre à air Dwyer sont disponibles dans une variété de types pour répondre aux besoins de votre système. Tous les types sont généralement montés à l'extérieur du conduit de traitement de l'air ou du plénum, près du banc de filtres.
Le type d'embouts de pression statique utilisés et leur emplacement sont d'une importance capitale pour obtenir des lectures fiables. Pour une précision maximale, il est essentiel d'éliminer l'influence de la vitesse de l'air afin de pouvoir détecter la pression statique réelle. Notez que certaines installations de filtres ne disposent pas d'un conduit droit vers le banc de filtres, ce qui peut provoquer des tourbillons et des remous d'air.
Les embouts de pression statique à angle droit offrent la détection la plus précise et sont fournis avec les manomètres Magnehelic® Série 2000 et les manomètres de la série 250-AF. Les raccords de pression statique affleurants insérés à angle droit par rapport au débit sont moins coûteux et moins susceptibles de se boucher, mais ils sont plus sensibles à l'influence de la vitesse et de la turbulence.
Les embouts doivent être placés conformément aux recommandations de l'ingénieur chargé de la spécification ou du fabricant du filtre. En l'absence de telles recommandations, placez les embouts à au moins 30 cm en amont et en aval des filtres, dans une zone de turbulence minimale.
Fig. 2-1. Les manomètres Magnehelic® série 2000 sont des manomètres à aiguille actionnés par membrane. Le manomètre est fixé à la plaque de montage fournie, qui est elle-même vissée à la paroi du conduit d'air. Les embouts de pression statique sont installés à travers des trous de 7/16 po dans la paroi du filtre, les embouts étant orientés vers le flux d'air. Les embouts statiques sont connectés aux soupapes d'aération en plastique à l'aide des tubes en aluminium de 1/4" et des raccords à compression fournis. La remise à zéro s'effectue en tournant les soupapes d'aération en position d'aération, puis en tournant la vis de réglage du zéro située sur la face du manomètre à l'aide d'un tournevis. Pour des fiches détaillées, consultez les bulletins A-27 et A-28.
Fig. 3-1. Les jauges en plastique solide série 250-AF sont des jauges de type manomètre qui sont généralement montées directement sur la paroi du boîtier du filtre. Les embouts de pression statique sont installés à travers des trous de 7/16 po dans la paroi du filtre, les embouts étant orientés vers le flux d'air à l'aide des tubes en aluminium de 1/4 po et des raccords à compression fournis. La remise à zéro s'effectue en tournant les soupapes de purge (en option, moyennant un supplément) en position « purge » - ou en retirant les raccords du corps du manomètre si les soupapes de purge sont non utilisées - et en faisant glisser l'échelle réglable jusqu'à ce que le repère zéro se trouve directement derrière le ménisque du liquide indicateur.
Fig. 3-2. Montre un raccordement typique d'un modèle 1823 compact, un pressostat différentiel à membrane en parallèle avec un manomètre à l'aide de tés. Le pressostat est réglé pour alimenter un circuit électrique lors de la chute de pression maximale admissible.
Fig 3-3. Montre schématiquement comment un commutateur modèle 1638 avec réglage visuel du point de consigne peut être raccordé pour déclencher l'avancement d'un filtre à rouleau automatique lorsque le segment utilisé devient trop sale pour fonctionner efficacement.
Pour des fiches détaillées, consultez les bulletins E-552 (référence 1638), E-53 (référence 1823) et E-55 (entretien des commutateurs de filtre à air).
