A Obudowa BIBO Konstrukcja z dwoma lub trzema stopniami filtracji niekoniecznie jest lepszym wyborem niż obudowa jednostopniowa. Właściwa konfiguracja zależy od wymagań związanych z obciążeniem zanieczyszczeniami, od tego, przed czym ma chronić obudowa, od ciśnienia wentylatora, z jakim musi współpracować system, oraz od tego, w jaki sposób zakład zamierza konserwować urządzenie w trakcie jego okresu eksploatacji. Podejmowanie błędnej decyzji w tej kwestii ma wpływ nie tylko na koszt początkowy — zmienia ona również budżet ciśnieniowy, zajmowaną powierzchnię oraz liczbę punktów dostępu, do których należy zapewnić bezpieczny dostęp przy każdej przyszłej wymianie filtra.

Zacznij od określenia poziomu zanieczyszczeń i celu w zakresie ochrony

Przed porównaniem konfiguracji obudów należy w projekcie jasno określić, przed czym chroni układ filtracyjny oraz jak wygląda strumień zanieczyszczeń wpływający do obudowy. Pojedynczy końcowy stopień HEPA pełni inną rolę niż układ, w którym stopień przedfiltrujący usuwa grubsze cząstki lub cząstki o większej objętości, zanim dotrą one do filtra końcowego. W przypadku gdy powietrze doprowadzane zawiera takie zanieczyszczenia, które skróciłyby żywotność filtra HEPA, gdyby dotarły do niego bezpośrednio, podejście wieloetapowe pozwala tańszemu, częściej wymienianemu filtrowi przejąć to obciążenie, dzięki czemu filtr końcowy nie musi wykonywać tej pracy samodzielnie. Gdy obciążenie zanieczyszczeniami jest mniejsze lub bardziej jednolite, ten dodatkowy etap może zwiększyć koszty i złożoność bez zmiany poziomu ochrony w sposób, który byłby przydatny dla projektu.

Cel ochrony ma równie duże znaczenie jak samo obciążenie. Obudowa chroniąca urządzenia lub przewody wentylacyjne znajdujące się w dalszej części instalacji przed zanieczyszczeniami powstającymi w strumieniu powietrza wywiewanego ma inne wymagania eksploatacyjne niż obudowa zainstalowana w celu spełnienia określonych wymagań klasyfikacyjnych dotyczących powietrza nawiewanego lub wywiewanego. Liczba stopni powinna wynikać z tego celu oraz z ciśnienia wentylatora i strategii konserwacji już przewidzianych w projekcie, a nie być wybierana w oparciu o założenie, że dodanie kolejnego stopnia jest z natury bezpieczniejszym lub bardziej konserwatywnym wyborem. Większa liczba stopni oznacza więcej elementów połączonych szeregowo, z których każdy charakteryzuje się własnym spadkiem ciśnienia, uszczelnieniem i częstotliwością wymiany. Gdy ta złożoność nie odpowiada rzeczywistym potrzebom w zakresie kontroli zanieczyszczeń lub ochrony, staje się obciążeniem finansowym i organizacyjnym bez odpowiednich korzyści.

W tym miejscu nabywca powinien również oddzielić ogólną preferencję dotyczącą “większej skuteczności filtracji” od konkretnego pytania o to, jakie zanieczyszczenia ma usuwać zainstalowany układ filtracyjny i do jakiego poziomu ochrony. Obciążenie zanieczyszczeniami, którego skład lub natężenie zmienia się w czasie, może uzasadniać podejście etapowe nawet wtedy, gdy wymagana klasyfikacja końcowa jest w innym przypadku łatwa do osiągnięcia, ponieważ podział na etapy zabezpiecza plan konserwacji, a nie sam wynik klasyfikacji. W przypadku gdy obciążenie jest stabilne i dobrze scharakteryzowane, pojedynczy, dobrze określony etap końcowy może spełnić ten sam cel ochronny przy mniejszej liczbie elementów, którymi należy zarządzać.

Porównanie wymagań dotyczących ciśnienia i przestrzeni w układach jedno- i wielostopniowych

Po określeniu obciążenia zanieczyszczeniami i celu ochronnego kolejnym ograniczeniem stają się fizyczne konsekwencje dodawania kolejnych stopni. Każdy stopień filtracji w układzie szeregowym zwiększa opór przepływu powietrza, a opór ten kumuluje się w całym układzie. Obudowa jednostopniowa skupia ten opór w jednym filtrze, co upraszcza obliczenia ciśnienia, ale oznacza również, że filtr ten ponosi pełne obciążenie związane z zastosowaniem, nie mając innego stopnia, z którym mógłby je dzielić. Układ wielostopniowy rozkłada to obciążenie na poszczególne stopnie, ale każdy dodany stopień powoduje własny spadek ciśnienia, a wentylator systemu musi być odpowiednio dobrany, a sieć kanałów skonfigurowana tak, aby zapewnić wystarczające ciśnienie statyczne w całym układzie, a nie tylko na jednym filtrze.

Ma to bezpośredni wpływ na projekty realizowane w ramach istniejącej instalacji wentylacyjnej lub kanałowej, a nie na określanie nowych parametrów wydajności wentylacyjnej. W przypadku gdy dostępne ciśnienie wentylatora jest ograniczone, dodanie kolejnych stopni może okazać się niemożliwe bez wpływu na objętość przepływu powietrza w innych częściach instalacji, nawet jeśli poziom zanieczyszczeń w innym przypadku uzasadniałby zastosowanie stopniowania. Gdy ciśnienie wentylatora ma rezerwę, podejście stopniowe staje się wykonalne bez pogorszenia wydajności wentylacyjnej, od której zależy funkcjonowanie pozostałej części obiektu.

Podobnie wygląda sytuacja w przypadku urządzenia typu „Footprint”. Jednostopniowa obudowa zajmuje mniej miejsca i wymaga mniejszego zapasu konstrukcyjnego lub przestrzeni w stropie, co ma znaczenie w sytuacjach, gdy miejsce instalacji jest już ograniczone przez układ pomieszczenia, przejścia konstrukcyjne lub prześwit dla innych urządzeń. Wielostopniowy układ wymaga przestrzeni nie tylko na same dodatkowe stopnie filtracji, ale także na dostęp niezbędny do obsługi każdego z nich — prześwit na wymianę worków filtracyjnych, inspekcję oraz wszelkie testy na miejscu, które projekt przewiduje przeprowadzić na każdym etapie. Jeśli przestrzeń ta nie została uwzględniona w projekcie obiektu od samego początku, konfiguracja wieloetapowa określona w późniejszym etapie projektu może okazać się trudna do dostosowania, nawet jeśli uzasadnienie zastosowania etapowości w kontekście kontroli zanieczyszczeń jest słuszne.

Należy przyporządkować każdy etap filtracji do odpowiedniej czynności konserwacyjnej i bezpiecznej wymiany

Układ filtracyjny nie jest w pełni określony po ustaleniu liczby stopni; każdemu stopniowi należy przypisać rolę w bieżącym planie konserwacji. Oznacza to określenie dla każdego stopnia w układzie, jaki typ filtra zajmuje daną pozycję, jaki stan lub zdarzenie powoduje jego wymianę, jaki odczyt różnicy ciśnień jest monitorowany w tym punkcie układu oraz jaka sekwencja bezpiecznej wymiany ma zastosowanie, gdy nadchodzi termin wymiany tego konkretnego filtra. Traktowanie łańcucha jako pojedynczego zdarzenia konserwacyjnego — “wymiana filtrów” — powoduje utratę rozróżnień, które sprawiają, że system etapowy jest łatwy w zarządzaniu przez cały okres eksploatacji.

W przypadku gdy stopień przedfiltrujący służy konkretnie do ochrony końcowego stopnia HEPA przed większym obciążeniem zanieczyszczeniami, kryterium wymiany tego stopnia jest zazwyczaj powiązane z innym punktem różnicy ciśnień niż w przypadku stopnia końcowego, a konserwacja tych dwóch stopni może odbywać się według zupełnie różnych harmonogramów. Łączenie ich lub określanie tylko jednego pomiaru różnicy ciśnień dla całej obudowy utrudnia ustalenie, który stopień faktycznie ulega zanieczyszczeniu i wymaga uwagi. W przypadku gdy strategia konserwacji obiektu opiera się na przewidywalnych, etapowych interwencjach, a nie na reagowaniu na pojedynczy, łączny odczyt ciśnienia, to właśnie takie określenie poszczególnych stopni sprawia, że strategia ta jest wykonalna.

Sekwencja bezpiecznej wymiany różni się również w zależności od stopnia i położenia w układzie. Stopień znajdujący się bliżej zanieczyszczonej strony systemu może wymagać innego podejścia do zabezpieczenia podczas wymiany niż stopień umieszczony za punktem, w którym poziom zanieczyszczenia został już znacznie obniżony. Jeśli obudowa jest skonstruowana w taki sposób, że każdy stopień można odizolować i uzyskać do niego dostęp niezależnie, zespół konserwacyjny może przeprowadzić serwis jednego stopnia bez zakłócania pracy pozostałych ani narażania ich na kontakt z zanieczyszczeniem. W przypadku gdy stopnie mają wspólny punkt dostępu lub nie można ich odizolować niezależnie, pojedyncza wymiana może wymagać wyłączenia z eksploatacji większej części ciągu niż przewiduje plan konserwacji. Są to informacje, które zespół projektowy musi uzyskać i udokumentować dla każdego stopnia przed ostatecznym ustaleniem konfiguracji obudowy; nie są to dane, które można później wywnioskować na podstawie ogólnego opisu “filtracji wielostopniowej”.”

Należy sprawdzić klasyfikację filtra, uszczelki, dostęp do punktów testowych oraz dowody potwierdzające montaż

Klasyfikacja wkładu filtrującego i parametry eksploatacyjne zamontowanej obudowy to dwa różne rodzaje danych, a w ramach projektu nie należy traktować jednego z nich jako dowodu na to drugie. ISO 16890-1 określa system klasyfikacji filtrów wentylacji ogólnej w oparciu o skuteczność zatrzymywania cząstek stałych i stanowi odpowiedni punkt odniesienia dla klasyfikacji filtrów wstępnych w układzie wielostopniowym; nie obejmuje on klasyfikacji filtrów końcowych typu HEPA ani nie opisuje działania zmontowanej obudowy po jej zainstalowaniu. W przypadku elementów filtrujących typu HEPA i ULPA, ISO 29463-1 obejmuje klasyfikację, badania eksploatacyjne i oznakowanie, przy czym pełna dokumentacja dotycząca klasyfikacji i wyników badań zależy od tego, czy stosuje się łącznie odpowiednie części tej normy. Każda z tych norm, stosowana prawidłowo, dostarcza nabywcy informacji na temat samego wkładu filtrującego — a nie na temat tego, jak ten wkład zachowuje się po zamontowaniu w konkretnej obudowie na miejscu instalacji.

Obudowa wiąże się z szeregiem własnych zmiennych: sposobem uszczelnienia między filtrem a ramą, dostępem umożliwiającym przeprowadzenie próby szczelności po montażu oraz konfiguracją fizyczną, która pozwala na przeprowadzenie procedury bezpiecznej wymiany bez naruszania szczelności sąsiednich stopni. Filtr o udokumentowanej klasyfikacji, zamontowany w obudowie o niewystarczającym uszczelnieniu lub bez dostępu do przeprowadzania testów, nie zapewnia wydajności, jaką sugeruje sama klasyfikacja. Dlatego też uzgodnione warunki dotyczące uszczelnienia i dostępu do testów muszą być określone dla wybranej konfiguracji, niezależnie od dokumentacji elementu filtrującego, a dokumentacja potwierdzająca prawidłowy montaż gotowej, zmontowanej konfiguracji stanowi odrębny element dostawy, różny od certyfikatu testowego filtra wydanego przez producenta.

W przypadku gdy w ramach projektu dokumentacja klasyfikacyjna dostawcy dotycząca filtra jest traktowana jako wystarczający dowód końcowej wydajności po montażu, pomija się etap potwierdzania, czy obudowa została uszczelniona, przetestowana i czy dostęp do niej został zapewniony w sposób pozwalający zachować tę klasyfikację po montażu. Natomiast w przypadku, gdy w ramach projektu wymagana jest zarówno klasyfikacja wkładu filtrującego, jak i oddzielny opis rozwiązań dotyczących uszczelnienia, dostępu do celów testowych oraz weryfikacji dla tej konkretnej konfiguracji, istnieje podstawa do oceny, czy zmontowany system faktycznie zapewnia parametry opisane w certyfikacie filtra.

Należy określić konfigurację oraz dokumenty, które dostawcy muszą uwzględnić w ofercie

Po ustaleniu poziomu zanieczyszczeń, celu ochronnego, ograniczeń ciśnieniowych i przestrzennych, zakresu zadań konserwacyjnych na poszczególnych etapach oraz rozróżnienia między klasyfikacją a dowodami instalacji, projekt może wystosować zapytanie ofertowe, które pozwoli uzyskać porównywalne odpowiedzi od dostawców. Poproszenie dostawcy jedynie o wycenę “obudowy BIBO” pozostawia konfigurację, a tym samym podstawę do porównania, nieokreśloną. W zapytaniu należy natomiast sprecyzować, czy planowany jest układ jedno- czy wielostopniowy oraz jaki typ filtra jest przypisany do każdego stopnia w tym układzie, tak aby odpowiedzi można było oceniać w odniesieniu do tego samego celu ochronnego, a nie do konfiguracji domyślnej danego dostawcy.

Ta sama logika ma zastosowanie do pozostałych punktów decyzyjnych omówionych powyżej. Należy poprosić dostawców o określenie skutków związanych ze spadkiem ciśnienia oraz zajmowanej powierzchni proponowanego rozwiązania, tak aby zespół projektowy mógł zweryfikować ofertę pod kątem dostępnego ciśnienia wentylatora oraz przestrzeni fizycznej przeznaczonej na instalację. Powinni oni określić próg wymiany oraz wartość różnicy ciśnień dla każdego stopnia, a także sekwencję bezpiecznej wymiany i sposób dostępu do każdego z nich — informacje te pozwalają zespołowi projektowemu ocenić, czy proponowany plan konserwacji odpowiada jego własnym preferencjom eksploatacyjnym, zamiast odkrywać rozbieżności dopiero po montażu. W przypadku, gdy opis projektu obudowy BIBO został już udokumentowany, na przykład w arkusz specyfikacji przygotowany przed złożeniem formalnego zapytania ofertowego, dokumentacja ta stanowi punkt odniesienia, na podstawie którego można oceniać konfigurację i ofertę dostawcy, ponieważ zapewnia ona stały punkt odniesienia dla porównania, zamiast opierać się na poszczególnych odpowiedziach, w których każdy dostawca sam określa własne warunki.

Należy również poprosić dostawców o rozdzielenie w swojej odpowiedzi dwóch kategorii dowodów: odpowiedniej dokumentacji dotyczącej klasyfikacji filtrów dla proponowanych przez nich elementów oraz uzgodnionych dowodów dotyczących montażu dla skompletowanej konfiguracji — rozwiązań uszczelniających, dostępu do testów oraz wszelkich uzgodnionych weryfikacji gotowej obudowy. Odpowiedź zawierająca wyłącznie certyfikaty elementów filtrujących nie uwzględnia jeszcze wydajności po montażu, a odpowiedź odnosząca się do dowodów dotyczących montażu bez udokumentowania samych elementów filtrujących jest równie niekompletna. W przypadku, gdy w projekcie przewiduje się również filtry zamienne będą potrzebne w danym obudowie w całym okresie jej eksploatacji, wymagania dotyczące typu i rozmiaru uszczelnień zainstalowanych elementów stają się częścią kwestii, które należy ustalić w ramach tej samej rozmowy dotyczącej wyceny i konfiguracji, ponieważ wymagania te wynikają bezpośrednio z wyborów dotyczących obudowy i filtrów dokonanych na tym etapie.

Często zadawane pytania

Q: Czy wielostopniowa obudowa typu BIBO automatycznie stanowi lepsze rozwiązanie pod względem ochrony?
A: Nie. Liczba stopni powinna być dostosowana do obciążenia zanieczyszczeniami i celu ochronnego, a następnie zweryfikowana pod kątem dostępnego ciśnienia wentylatora, zajmowanej powierzchni oraz strategii konserwacji. Dodatkowy stopień jest przydatny tylko wtedy, gdy określono jego rolę w procesie filtracji oraz w całym cyklu życia urządzenia.

Q: Jak mogę stwierdzić, czy dodatkowy etap filtracji ma konkretny cel?
A: Należy przypisać proponowanemu stopniowi typ filtra, zadanie związane z zanieczyszczeniami, warunek wymiany, wartość różnicy ciśnień oraz sekwencję bezpiecznej wymiany. Jeśli którykolwiek z tych parametrów pozostaje niezdefiniowany, należy go ustalić przed zaakceptowaniem dodanego spadku ciśnienia, zapotrzebowania na miejsce oraz interfejsu wymiany.

Q: Jak należy porównywać oferty zawierające różną liczbę etapów?
A: Każdy ofertę należy umieścić na tej samej mapie etapowej, obejmującej konfigurację, typ filtra, konsekwencje spadku ciśnienia, zajmowaną powierzchnię, czynniki wymagające konserwacji, dostęp umożliwiający bezpieczną wymianę, uszczelnienie, dostęp do testów oraz dokumentację. Dzięki temu jeszcze przed wyborem konfiguracji można dostrzec różnice w założeniach poszczególnych dostawców.

Q: Czy klasyfikacja filtrów potwierdza, że zainstalowany układ BIBO będzie działał zgodnie z wymaganiami?
A: Nie. Norma ISO 16890-1 dotyczy klasyfikacji filtrów wentylacji ogólnej, a nie filtrów końcowych typu HEPA, natomiast norma ISO 29463 odnosi się do klasyfikacji i badań filtrów typu HEPA i ULPA, a nie do wydajności obudowy po zamontowaniu. Należy oddzielnie uzgodnić wymagania dotyczące uszczelnienia i dostępu do badań oraz dokumentację potwierdzającą prawidłowy montaż dla wybranej konfiguracji.