Lọc HEPA là gì? Cấu tạo, phân loại H13 H14 và ứng dụng

Lọc HEPA là gì? Đây là bộ lọc không khí hiệu suất cao, có nhiệm vụ giữ lại các hạt lơ lửng khi không khí đi qua vật liệu lọc. Trong phòng sạch và sản xuất công nghiệp, HEPA thường được bố trí ở cấp lọc cuối để kiểm soát bụi mịn và các hạt mang vi sinh vật, góp phần bảo vệ sản phẩm, quy trình và môi trường làm việc.

Để chọn đúng lọc HEPA, doanh nghiệp cần xem đồng thời cấp hiệu suất, lưu lượng, chênh áp, kích thước và độ kín lắp đặt. Bài viết dưới đây giúp bạn hiểu các yếu tố này trước khi đặt hàng hoặc thay thế bộ lọc.

1. Lọc HEPA là gì?

HEPA là viết tắt của High Efficiency Particulate Air. Bộ lọc sử dụng môi trường lọc dạng sợi hoặc màng chuyên dụng để tách các hạt khỏi dòng khí. Không khí đi xuyên qua vật liệu lọc, còn nhiều hạt được giữ lại trong cấu trúc vật liệu.

Theo cách định nghĩa phổ biến được EPA Hoa Kỳ trình bày, lọc HEPA đạt tối thiểu 99,97% với hạt kích thước 0,3 µm trong điều kiện thử quy định. Trong lĩnh vực phòng sạch, cấp H13 và H14 theo EN 1822 lại được đánh giá tại MPPS — kích thước hạt có khả năng xuyên qua bộ lọc lớn nhất.

Không nên quy đổi trực tiếp mốc 99,97% tại 0,3 µm thành H13 hoặc H14. Khi kiểm tra tài liệu sản phẩm, cần đọc đúng tiêu chuẩn, kích thước hạt thử và lưu lượng thử. Mốc 0,3 µm cũng không có nghĩa mọi hạt nhỏ hơn đều đi xuyên qua lọc.

2. Cấu tạo bộ lọc HEPA gồm những gì?

Một bộ lọc HEPA công nghiệp thường gồm các thành phần sau:

• Vật liệu lọc: có thể là vi sợi thủy tinh hoặc màng chuyên dụng, tùy dòng sản phẩm và môi trường sử dụng.
• Cụm nếp gấp: vật liệu được xếp nếp để tăng diện tích lọc trong một kích thước khung nhất định. Kiểu mini-pleat và kiểu có tấm phân cách là những cấu hình thường gặp.
• Khung lọc: nhôm, thép, inox hoặc vật liệu khác theo thiết kế, giúp định hình và bảo vệ cụm vật liệu.
• Keo làm kín: liên kết cụm vật liệu với khung, hạn chế đường khí đi vòng qua mép lọc.
• Gioăng hoặc gel làm kín: tạo giao diện kín giữa bộ lọc và thiết bị lắp đặt tương thích.
• Lưới bảo vệ: có ở một số mẫu, giúp giảm nguy cơ va chạm vào mặt lọc.

Cần phân biệt bộ lọc HEPA với hộp lọc HEPA. Bộ lọc là phần trực tiếp giữ hạt; hộp lọc là vỏ thiết bị để lắp bộ lọc, kết nối đường gió và bố trí các chi tiết phục vụ vận hành, kiểm tra. Bạn có thể tham khảo bản vẽ hộp lọc HEPA, kích thước và hướng dẫn lắp đặt để hiểu rõ giao diện này.

3. Nguyên lý hoạt động của lọc HEPA

HEPA không chỉ hoạt động như một tấm lưới giữ các hạt lớn hơn lỗ lọc. Trong cấu trúc vật liệu, nhiều cơ chế cùng tham gia thu giữ hạt:

• Va đập quán tính: các hạt có quán tính lớn khó đổi hướng theo dòng khí nên có thể va vào sợi lọc.
• Chặn bắt: hạt đi theo dòng khí nhưng tiến đủ gần bề mặt sợi sẽ tiếp xúc và bị giữ lại.
• Khuếch tán: các hạt rất nhỏ chuyển động ngẫu nhiên, làm tăng khả năng tiếp xúc với sợi lọc.
• Sàng giữ: các hạt lớn có thể bị chặn bởi khoảng trống trong cấu trúc vật liệu.

Sự kết hợp các cơ chế tạo nên vùng kích thước hạt khó giữ nhất, gọi là MPPS. Giá trị này phụ thuộc vật liệu và điều kiện vận hành, không phải một con số cố định cho mọi bộ lọc. Vì vậy, hiệu suất cần gắn với điều kiện thử cụ thể.

4. Phân biệt lọc HEPA H13 và H14

H13 và H14 là hai cấp thuộc nhóm HEPA theo EN 1822. Bảng dưới đây trình bày hiệu suất tổng thể tối thiểu tại MPPS và tỷ lệ xuyên qua tương ứng:

Các chỉ tiêu trên mô tả bộ lọc trong phép thử; không đồng nghĩa toàn bộ không khí trong phòng được làm sạch theo cùng tỷ lệ sau một lần vận hành. Cấp HEPA cũng không tự xác định cấp sạch ISO của phòng.

Không nên chọn H14 chỉ vì hiệu suất cao hơn. Cần đối chiếu đường đặc tính lưu lượng–chênh áp của từng mẫu lọc và khả năng quạt. Chênh áp thực tế còn phụ thuộc vật liệu, diện tích lọc, cấu hình nếp gấp và lưu lượng sử dụng.

5. Lọc HEPA được sử dụng ở đâu?

Lọc HEPA được ứng dụng trong các hệ thống cần kiểm soát hạt ở mức cao:

• Dược phẩm và y tế: các khu vực sản xuất, nghiên cứu hoặc không gian cần kiểm soát chất lượng không khí theo yêu cầu riêng.
• Điện tử và bán dẫn: hạn chế hạt ảnh hưởng đến linh kiện, bề mặt và công đoạn sản xuất nhạy cảm.
• Thực phẩm, đồ uống: xử lý không khí cấp cho khu vực có yêu cầu kiểm soát nhiễm bẩn.
• Phòng thí nghiệm: tích hợp trong thiết bị và hệ thống thông gió phù hợp với mục đích sử dụng.
• Thiết bị phòng sạch: FFU, BFU, hộp lọc cuối đường gió và các hệ thống xử lý không khí chuyên dụng.

Cấp lọc và phương án lắp đặt phải được xác định theo từng quy trình. Chỉ bổ sung một bộ lọc HEPA chưa đủ để khẳng định hệ thống đáp ứng yêu cầu phòng sạch hoặc yêu cầu kiểm soát vi sinh.

6. Cách chọn lọc HEPA phù hợp cho hệ thống

6.1. Xác định yêu cầu hiệu suất và hồ sơ thử nghiệm

Kiểm tra cấp lọc, tiêu chuẩn phân loại, hiệu suất tại điều kiện thử và báo cáo thử của bộ lọc. Với ứng dụng cần truy xuất, nên yêu cầu mã nhận diện hoặc số serial khớp với chứng chỉ đi kèm.

6.2. Đối chiếu lưu lượng và chênh áp

Thông số chênh áp chỉ có ý nghĩa khi đi kèm lưu lượng. Hai bộ lọc cùng kích thước có thể có trở lực khác nhau. Cần kiểm tra khả năng quạt tại điểm làm việc, bao gồm tổn thất đường ống, thiết bị và mức tăng trở lực khi lọc tích bụi.

6.3. Kiểm tra kích thước và giao diện làm kín

Xác nhận chiều rộng × chiều cao × chiều sâu, dung sai, vị trí gioăng hoặc gel, cơ cấu kẹp và chiều dòng khí. Khi thay khác hãng, không nên đặt hàng chỉ dựa vào kích thước danh nghĩa hoặc cấp H13/H14.

6.4. Xem xét môi trường và khả năng bảo trì

Cung cấp điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất, vị trí lắp và hướng tiếp cận thay lọc. Vật liệu, keo và khung cần phù hợp giới hạn sử dụng do nhà sản xuất công bố.

7. Lắp đặt, kiểm tra và thay thế lọc HEPA

Vật liệu lọc có thể hư hỏng nếu bị chạm, va đập hoặc thao tác không đúng. Khi lắp đặt, cần kiểm tra tình trạng bao bì, khung, mặt lọc và bề mặt làm kín; thao tác theo hướng dẫn của nhà sản xuất và quy trình của cơ sở.

Đối với phòng sạch có yêu cầu thẩm định, cần thực hiện các phép kiểm tra phù hợp sau lắp đặt, như lưu lượng hoặc vận tốc gió và độ toàn vẹn hệ thống lọc. Kiểm tra rò rỉ bằng aerosol cần tuân theo phương pháp, loại aerosol và tiêu chí nghiệm thu đã được xác định cho hệ thống.

Không có một thời gian thay lọc cố định áp dụng cho mọi công trình. Cần theo dõi chênh áp tại lưu lượng xác định, khả năng duy trì lưu lượng, tình trạng hư hỏng và kết quả kiểm tra. Thay lọc khi đạt giới hạn vận hành do nhà sản xuất hoặc thiết kế quy định, khi hư hỏng hoặc khi không đạt yêu cầu kiểm tra.

Lọc trước được lựa chọn và bảo trì phù hợp giúp giảm tải bụi cho HEPA. Ghi lại chênh áp ban đầu và theo dõi xu hướng sẽ hữu ích hơn việc chỉ thay lọc theo cảm quan.

8. Câu hỏi thường gặp về lọc HEPA

Lọc HEPA có giữ được PM2.5 không?

Có. HEPA có khả năng giữ các hạt trong dải PM2.5. Hiệu quả giảm nồng độ hạt trong không gian còn phụ thuộc lưu lượng khí đi qua lọc, độ kín và nguồn phát sinh bụi.

Lọc HEPA có khử mùi và VOC không?

HEPA chủ yếu dùng để lọc hạt. Khi cần xử lý mùi hoặc chất ô nhiễm dạng khí, hệ thống phải có giải pháp phù hợp, chẳng hạn vật liệu hấp phụ được lựa chọn theo loại chất cần xử lý.

Lọc HEPA có tiêu diệt vi sinh vật không?

Chức năng chính của HEPA là giữ lại hạt, bao gồm các hạt mang vi sinh vật. Không nên đồng nhất khả năng giữ hạt với khả năng tiêu diệt hoặc khử trùng.

Có thể rửa lọc HEPA để dùng lại không?

Với HEPA phòng sạch thông dụng, không tự ý rửa, thổi khí nén hoặc chà mặt lọc. Chỉ vệ sinh theo phương pháp mà nhà sản xuất xác nhận cho đúng mẫu sản phẩm; nếu không có hướng dẫn này, cần xử lý thay thế theo quy trình bảo trì.

Nhãn “HEPA-type” có tương đương HEPA H13/H14 không?

Không thể kết luận từ tên quảng cáo. Hãy yêu cầu cấp phân loại, tiêu chuẩn thử và tài liệu chứng minh hiệu suất của sản phẩm.

9. Tư vấn lựa chọn lọc HEPA tại VIETPHAT

VIETPHAT cung cấp giải pháp lọc không khí, thiết bị và phụ tùng cho hệ thống HVAC, phòng sạch và sản xuất công nghiệp. Khi cần lựa chọn hoặc thay thế lọc HEPA, khách hàng có thể gửi thông số và hình ảnh hiện trạng để được tư vấn cấu hình phù hợp với thiết bị, lưu lượng và yêu cầu kiểm soát hạt.

Hiểu đúng lọc HEPA giúp doanh nghiệp chọn đúng cấp lọc, kiểm soát trở lực và chuẩn bị đầy đủ điều kiện lắp đặt, nghiệm thu. Việc lựa chọn nên dựa trên hồ sơ kỹ thuật của toàn hệ thống và nhu cầu sử dụng thực tế.

Tài liệu tham khảo kỹ thuật

• EPA: What is a HEPA filter? – định nghĩa HEPA và kích thước hạt.
• AAF: EPA, HEPA and ULPA Air Filters – nhóm lọc và cấp hiệu suất.
• ASHRAE Handbook: Clean Spaces – cấu tạo và cơ chế thu giữ hạt.
• Camfil: Understanding your HEPA filter – các đặc tính cần đánh giá và theo dõi khi vận hành.