A Filtro medio V-bank è adatto a un'unità di trattamento aria con profondità limitata quando la profondità effettiva dell'involucro, i dispositivi di fissaggio e lo spazio necessario per estrarre un elemento completo rientrano tutti nello spazio ancora disponibile nell'unità stessa, e quando la sua caduta di pressione documentata alla portata d'aria richiesta dal progetto rimane entro i limiti consentiti dal ventilatore. La configurazione a banco a V concentra un’ampia superficie filtrante in un involucro corto, ripiegando il materiale filtrante in tasche a forma di V trattenute da un telaio rigido; di conseguenza, offre solitamente una superficie filtrante maggiore per unità di profondità rispetto a un pannello piatto. Questo vantaggio geometrico è utile solo se lo spazio di manutenzione consente la sostituzione e se la resistenza dell’intero banco, e non di un singolo elemento, risulta ancora compatibile con il ventilatore.

Misurare l'intero ambito di installazione e manutenzione

La misura determinante non è la dimensione frontale del filtro, bensì la profondità totale occupata dall’involucro, dai componenti di fissaggio e dallo spazio necessario per estrarre l’elemento. Un’unità di trattamento aria (AHU) con profondità limitata che non può accogliere l’involucro del filtro a tasca proposto costituisce un motivo legittimo per prendere in considerazione un formato a banco a V, ma il confronto deve essere effettuato rispetto alla profondità effettiva dell’involucro del banco a V piuttosto che alla reputazione di compattezza del formato stesso. Le facciate anteriori compatte e le profondità nominali ridotte tendono a nascondere i componenti che sporgono all’interno del vano.

Queste tre esigenze occupano parti diverse dello stesso spazio. L’involucro definisce la profondità minima del vano. Morsetti, chiavistelli, fermi a molla o fermi a canale la aumentano, a volte sul lato a monte dove lo spazio di transizione è già ridotto. Lo spazio di estrazione si trova davanti o accanto alla batteria ed è determinato dallo sportello di accesso, non dal vano stesso. Un filtro può soddisfare i primi due requisiti e tuttavia lasciare un’installazione che nessun tecnico può riparare senza rimuovere un leveraggio della serranda, una protezione della serpentina o una sezione della griglia del passaggio pedonale.

Pertanto, le indicazioni per la rimozione devono essere riportate sul disegno di confronto accanto alle quote di installazione. È necessario stabilire in anticipo se gli elementi debbano essere estratti attraverso una porta di accesso laterale, in avanti verso un corridoio di servizio o a valle rispetto al flusso d’aria, e verificare che l’elemento completo passi attraverso tale apertura senza essere piegato o forzato. Un elemento a banco a V è rigido; a differenza di un filtro a maniche, non può essere compresso per superare un ostacolo, ed è improbabile che un telaio che si deforma durante la rimozione possa poi ricollocarsi correttamente.

Laddove non sia effettivamente possibile rendere adeguata la via di accesso, un sistema di accesso rimovibile, come ad esempio un pannello o una sezione progettata per essere rimossa in occasione della sostituzione, rappresenta un’opzione praticabile, a condizione che il tempo di fermo e la manodopera necessari per la rimozione siano concordati al momento dell’approvazione del piano di manutenzione, anziché essere scoperti solo al momento della prima sostituzione del filtro.

Confronta il V-bank con opzioni meno profonde a parità di carico

Una volta che sia l'elemento V-bank che un elemento del pannello meno profondo Per quanto riguarda l'adattamento fisico al vano, la scelta viene determinata dalla caduta di pressione documentata a parità di portata d'aria richiesta e di area frontale, non dal nome del formato. Un formato descrive la geometria; non classifica la resistenza. Un filtro a V con pieghettatura rada e un materiale rigido può presentare una resistenza maggiore rispetto a un pannello ben progettato a parità di condizioni di esercizio, e viceversa; pertanto, l’unico confronto attendibile è la curva di caduta di pressione del filtro pulito fornita dal produttore, letta alla portata d’aria prevista dal progetto, insieme alle indicazioni fornite dal fornitore riguardo alla resistenza man mano che il filtro si intasa.

La differenza fisica alla base di tale confronto è chiara. Piegando il mezzo filtrante a forma di V si moltiplica l’area del mezzo esposta a una data faccia, il che riduce la velocità attraverso il mezzo stesso. Una minore velocità del mezzo filtrante comporta generalmente una minore resistenza a parità di grado di filtrazione e una maggiore durata prima che venga raggiunta la resistenza terminale, poiché il carico di polvere viene distribuito su una superficie maggiore. Un pannello piatto presenta un’area molto inferiore sulla stessa faccia; pertanto, a parità di efficienza, funziona a una velocità del materiale filtrante più elevata, solitamente con una resistenza maggiore e un intervallo più breve tra le sostituzioni. Laddove lo spazio di installazione in profondità è limitato e la potenza del ventilatore è ridotta, questa è la ragione a favore del pannello a V. Laddove lo spazio in profondità è limitato e la resistenza del pannello e la frequenza di sostituzione sono accettabili nell’ambito della potenza del ventilatore e del piano di manutenzione, l’ingombro ridotto del pannello e la maggiore semplicità di gestione lo rendono l’opzione più sensata da mantenere.

Una condizione cambia l’intero confronto. Se il progetto consente di variare l’area frontale, aggiungendo una fila di celle, modificando la disposizione delle file o allargando la sezione del filtro, allora il confronto elemento per elemento non è più significativo ed è invece necessario un confronto completo della disposizione delle file. L’ampliamento dell’area frontale riduce la velocità frontale, il che diminuisce la resistenza per entrambi i formati e può riportare in gioco una determinata disposizione dei pannelli. È valido fissare l’area frontale e poi confrontare i formati; non lo è invece confrontare formati con aree frontali diverse.

Il grado di filtrazione va considerato parallelamente a questo aspetto e viene stabilito separatamente. La scelta del formato più adatto alla profondità non determina quale Classe ISO ePM né la capacità del filtro di proteggere lo stadio HEPA a valle, né il costo energetico di quella classe nel corso di un intervallo di manutenzione; tali questioni vengono risolte in base alla funzione di protezione del filtro HEPA e al bilancio energetico del sistema, una volta che la configurazione fisica risulti fattibile.

Abbinare il telaio, le guarnizioni e il gruppo assemblato

Un elemento di ricambio che riutilizza il telaio del filtro esistente deve essere verificato rispetto al disegno del telaio per tre aspetti distinti: le dimensioni del telaio, il contatto con la guarnizione e il sistema di fissaggio. Il fatto che l’elemento entri nello scomparto dimostra solo che non è sovradimensionato. Non dice nulla sul fatto che il telaio poggi sulla superficie di tenuta, che la guarnizione sia compressa nel punto in cui il telaio offre una superficie di contatto, o che i morsetti esistenti si aggancino effettivamente al nuovo telaio.

Il fenomeno del bypass è il motivo per cui la questione è più rilevante di quanto possa sembrare a prima vista. L'aria segue il percorso di minor resistenza, e la resistenza di uno spazio vuoto attorno a un telaio è di gran lunga inferiore alla resistenza offerta da un filtro progettato per catturare particelle fini. Un percorso di perdita anche modesto può convogliare una quota sproporzionata del flusso d'aria, per cui il valore nominale stampato sull'elemento diventa una descrizione inadeguata di ciò che il banco fornisce effettivamente allo stadio HEPA a valle o all'ambiente. Il valore nominale descrive il filtro sottoposto a test; le prestazioni effettive una volta installato sono determinate dal filtro stesso, dalla tenuta e dal telaio.

La tenuta è di per sé un controllo, proprio per lo stesso motivo. Gli elementi a V sono più profondi e pesanti dei pannelli e sono soggetti a una forza di pressione che aumenta man mano che vengono caricati. I morsetti o i dispositivi di fissaggio dimensionati per un elemento meno profondo potrebbero tenere il nuovo telaio contro la superficie di tenuta senza mantenere una compressione uniforme lungo il suo perimetro, oppure potrebbero non raggiungere affatto la geometria della flangia del telaio. Verificare che gli elementi di fissaggio e la flangia del telaio siano disegnati e quotati insieme, senza dare per scontata la loro compatibilità solo perché entrambi sono descritti dalla stessa dimensione nominale.

L'ultima verifica passa dall'elemento al gruppo. Laddove diverse celle del gruppo a V siano disposte in parallelo in una parete del telaio, richiedere i dati relativi al flusso d'aria e alla pressione del gruppo assemblato, inclusi i pannelli di chiusura che occludono le aperture inutilizzate e le transizioni su entrambi i lati della parete del telaio. I dati di catalogo descrivono un componente testato a una velocità frontale specificata in un condotto di prova. Il ventilatore deve funzionare sulla parete del telaio reale, con la sua transizione in ingresso, l’ostruzione data dalla struttura del telaio e qualsiasi distribuzione irregolare della velocità che tale geometria produca. La resistenza del banco e quella dell’elemento non sono valori intercambiabili, e la differenza tra di essi è spesso la causa della perdita del margine di tolleranza previsto per il ventilatore in caso di retrofit.

Decidere quali aspetti della modifica alla camera bianca devono essere verificati

Quando l’unità di trattamento aria (AHU) alimenta una camera bianca certificata, la sostituzione con un gruppo V fisicamente compatibile costituisce comunque una modifica all’impianto di trattamento dell’aria e viene valutata come tale prima di essere approvata. È necessario confrontare la portata d’aria e la capacità di filtrazione proposte con i requisiti esistenti dell’impianto, e tale confronto dovrà identificare quale verifica sia richiesta dalla modifica. Una perdita di carico diversa sposta il punto di funzionamento del ventilatore, il che può alterare il volume di mandata, i differenziali di pressione nella camera e l’equilibrio tra i rami di mandata; ciascuno di questi fattori può influire sulla classificazione di pulizia o sul comportamento di recupero per cui la camera era stata qualificata. La valutazione della modifica, l’entità della verifica e l’approvazione per il ripristino del sistema in servizio sono determinate dalla procedura di controllo delle modifiche approvata per il progetto e dal responsabile delle approvazioni designato, non dall’adattamento del filtro.

ISO 14644-4:2022 considera i requisiti delle camere bianche, la progettazione, la costruzione, la messa in funzione e la verifica come un processo progettuale integrato piuttosto che come attività separate; ciò costituisce un quadro di riferimento utile per la sostituzione di un filtro che interessa un sistema già installato: l’intento progettuale e i risultati della verifica devono essere coerenti tra loro. Per gli impianti GMP, EudraLex, volume 4, allegato 15 riguarda le specifiche dei requisiti utente e la verifica della progettazione, e applica un controllo basato sul rischio alle modifiche che interessano le apparecchiature rilevanti ai fini della qualità, con la verifica di supporto determinata dal progetto specifico. Nessuna delle due fonti specifica un formato del filtro, un limite di pressione o un criterio di accettazione per questo tipo di sostituzione; tali aspetti sono stabiliti dai requisiti e dalle procedure propri dell’impianto.

Ne derivano due conseguenze pratiche. In primo luogo, la capacità di filtrazione residua deve essere specificata come requisito prima di confrontare i modelli, in modo che il confronto avvenga rispetto a un valore che l’impianto deve già garantire, piuttosto che rispetto al codice del filtro precedente. In secondo luogo, qualsiasi incertezza residua relativa alla resistenza del banco filtrante dovrebbe essere risolta sulla carta, sulla base dei dati forniti dal fornitore relativi alla portata d’aria e alla pressione a livello del banco, prima di ordinare gli elementi; scoprire una limitazione del ventilatore dopo l’installazione trasforma la sostituzione del filtro in un’indagine non pianificata su un sistema già collaudato.

Per una discussione costruttiva con il fornitore, è necessario disporre del disegno della sezione filtrante dell’AHU con i dettagli relativi al telaio e alla superficie di tenuta, delle dimensioni della porta di accesso e della direzione di rimozione prevista, della portata d’aria richiesta e della superficie frontale, del margine di pressione del ventilatore disponibile, del grado di filtrazione attuale e delle aspettative della struttura in materia di controllo delle modifiche per la sala servita dall’unità. Con queste informazioni, un fornitore può confrontare un filtro a banco a V per un’unità di trattamento aria (AHU) con profondità limitata con un’alternativa meno profonda sulla stessa base, indicando la portata del banco anziché quella dell’elemento.

Domande frequenti

Q: Un filtro a V è la scelta più ovvia quando un filtro a tasca è troppo profondo?
A: No. È un candidato idoneo solo se il suo ingombro complessivo di installazione e smontaggio è compatibile e se soddisfa i requisiti di filtrazione richiesti entro i limiti consentiti dal ventilatore. Se sono compatibili sia un banco a V che un’opzione meno profonda, confrontare le loro perdite di carico documentate a parità di portata d’aria e di area frontale prima di effettuare la scelta.

Q: Come posso confrontare offerte che prevedono filtri di dimensioni diverse o con un numero diverso di elementi?
A: Confrontare le configurazioni complete dei banchi in base alla portata d’aria richiesta dal progetto. Un confronto delle perdite di carico a livello di singolo elemento richiede una base comune in termini di portata d’aria e area frontale; quando le configurazioni proposte utilizzano aree frontali diverse, includere il banco assemblato, i pannelli di chiusura e le raccordi, in modo che il confronto rifletta ciò che il ventilatore deve servire.

Q: Posso accettare un filtro che si adatta durante il funzionamento ma che non riesce a passare attraverso lo sportello di accesso?
A: Solo dopo aver stabilito in che modo l'elemento completo verrà rimosso e sostituito. Valutare l'utilizzo di un involucro alternativo per il filtro o di una soluzione di accesso che consenta la manipolazione senza danneggiare il filtro né smontare apparecchiature non correlate ad ogni sostituzione. Un gruppo di accesso appositamente progettabile per essere rimosso rappresenta un'opzione solo se ne viene accettata la durata dei lavori di fermo.

Q: Il passaggio a un filtro a V comporta automaticamente la necessità di una nuova qualificazione completa della camera bianca?
A: Il formato del filtro, di per sé, non determina l'entità della verifica o della riqualificazione. È necessario confrontare il flusso d'aria e la capacità di filtrazione previsti con i requisiti attuali della camera bianca e valutare la modifica prima dell'approvazione. La decisione deve tenere conto delle possibili variazioni della perdita di carico e del bilanciamento dell'impianto, anche quando il filtro sostitutivo si adatta al rack esistente.