ULPAフィルターの風量と面速度の計算方法を教えてください。

風量、正面風速、有効面積 - これら 3 つの数値は、プロジェクト内で相互に変換する必要があることがよくあります。計算式自体は複雑ではありませんが、使用する際に「どの領域を使うか」「単位をどのように統一するか」で悩みがちです。

まず、基本的な関係を覚えておいてください:風量 (m3/h) = 表面風速 (m/s) × 有効面積 (m²) × 3600 。次に、正面風速 = 風量 ÷ 有効面積 ÷ 3600 となります。式中の 3600 は、時間と秒の間の換算係数です。

有効面積としてはどれを使うべきでしょうか？

式中の「面積」とは、有効通風面積を指します。外枠の長さ×幅ではなく、実際に気流が通過する

外側フレーム領域には、フレーム、シールエッジ、および通気されていない内部支持構造によって占められる部分が含まれます。有効換気面積はこれらの占有面積を差し引く必要があり、通常は外側のフレーム面積よりも小さくなります。製品の構造が異なると控除率も異なります。

機種選定時に外枠面積を基準にフェイス風速を推定すると、結果が大きくなりすぎ、実際の風速が基準を満たしているかどうかの判断を誤る可能性があります。有効面積の定義は通常、製品情報に示されており、対応するモデルの技術データが適用されます。特定の違いについては、有効面積の計算に関する関連手順を参照してください。

HEPA高効率フィルター と ULPA超高性能フィルターの有効断面積 も同様に定義され、検証方法も同様です。

フェース風速はどの範囲にとるべきでしょうか？

適切な面速度の範囲は、フィルターの種類と設置場所によって異なります。

クリーン ルームの HEPA/ULPA の終わりでは、一般的な表面風速は 0.35 ～ 0.5 メートル/秒です。この範囲は、濾過効率とフィルターエレメントの寿命を考慮したもので、風速が高すぎると抵抗が増加して塵埃の堆積が促進され、風速が低すぎると空気供給量が不足します。

一方向流クリーンルームの作業エリアの風速は通常、毎秒0.3〜0.6メートルであり、具体的な値はプロジェクトの設計要件に従って決定されます。

FFU のフィルターの場合、正面風速は、ユニットの設計と目標風速によって異なりますが、一般的に 1 秒あたり約 0.35 ～ 0.45 メートルです。サポートする FFUファンフィルターユニット を使用する場合は、フィルターエレメント表面の風速とユニットの排気面の風速分布を併せて見てください。

デバイス側アプリケーションなど EFU装置のエンドファンフィルターユニットは内部空間がコンパクトなため、構造上の障害物により表面風速が不均一になる可能性があります。測定する場合は、複数の点を平均する必要があります。

ULPAの定格風量は、通常、同じサイズのHEPAの定格風量よりも低くなります。 同じ寸法の下では、ULPA で処理される空気量は HEPA の 50% ～ 80% にすぎません。これは、フィルター材料の密度が高く、抵抗が大きいためです。 HEPA独自の風量データをそのまま機種選定時に適用した場合、ULPAの適用範囲を超える場合があります。

単位変換を混同しないでください

現場測定で最も誤差が生じやすいのは単位です。

長さはミリメートルで表され、面積はメートルで計算する必要があります。 600 mm は 600 ではなく 0.6 メートルです。

風量単位。 立方メートル/時 (m3/h) と立方メートル/秒 (m3/s) の差は 3600 倍です。数式を使用する場合は、入力と出力が一致していることを確認してください。

表面風速の単位。 通常はメートル/秒 (m/s) が使用されます。風速計の読み取り値がメートル/分である場合、まずそれを 60 で割ります。

計算例です。 有効面積は 0.5 平方メートル、平均表面風速は 0.4 m/s、風量 = 0.4 × 0.5 × 3600 = 720 m3/h となります。逆に、風量は 720 m3/h、面積は 0.5 m2、表面風速 = 720 ÷ 0.5 ÷ 3600 = 0.4 m/s となります。

これは例の算術結果であり、製品の約束値ではありません。実際のプロジェクトでは、この数値を他の測定データと照合する必要があります。

正面風速の測定方法

面の風速は平均値であり、単一点の測定値ではありません。

測定点の位置。 フィルター表面の風速を直接測定する場合、測定点と空気出口面との距離は通常150～300mmとなります。試験面を等面積の格子に分割し、各格子の中心に測定点を設定します。

時間を計測します。 瞬間的な変動による誤判定を避けるため、各測定点の安定後の平均値を読み取ります。

複数の平均。 吹出口面の風速分布が不均一な場合、単一点の測定値ではユニット全体を表すことができません。同じフィルターの異なる位置での風速偏差が 20% を超える場合は、濾紙が損傷していないか、設置が傾いていないかを確認する必要があります。 同じ室内にある複数のフィルターの表面風速偏差が 30% を超える場合は、静圧ボックス内の気流分布が不均一であることが原因である可能性があります。

記録条件。 測定時のファンギア位置、ダンパー開度、動作モードを併せて記録する必要があります。さまざまな動作条件下での測定値は比較できません。

風量と換気量にはどのような関係があるのでしょうか?

1 つのフィルターの風量を計算した後、室内の空気の交換回数をさらに計算できます。

空気の交換回数 = 総空気供給量 ÷ 部屋の容積。 総給気量は複数のフィルターの風量の合計であり、部屋容積は面積×ネット高さになります。

例: フィルターの有効面積は 0.6 m²、正面風速は 0.45 m/s、単一風量 = 3600 × 0.6 × 0.45 = 972 m³/h となります。同様のフィルターを室内に4枚設置した場合、総給気量は約3888m3/h、部屋面積は50m2、正味高さは2.8m、空気交換回数は約27.8回/hとなります。

これは一例であり、製品を約束するものではありません。実際のプロジェクトでは、換気回数は実測によるものであり、推定値は参考値となります。

プロジェクトの判断例

ある装置のオリジナルのH14フィルターは、有効面積0.8m²、表面風速約0.45m/s、単一風量約1296m³/hを持っています。

U15 へのアップグレードを検討してください。サプライヤーが提供するU15フィルターエレメントの有効面積も0.8m²ですが、抵抗はより高くなります。ファンを調整しない場合、正面風速は約 0.35 m/s に低下する可能性があり、単体ユニットの風量は約 1008 m3/h となり、約 22% 減少します。

この場合、対象エリアの風量要件を満たせるかどうかを確認する必要があります。風量が不足する場合は、ファンの回転数を上げる（許容範囲内）、有効断面積の大きいU15構造の選定、目標表面風速の見直しなどの対応を行います。 2 つの風量能力が異なるため、元の HEPA 風量データに基づいて U15 を直接選択することはできません。 関与する HEPA/ULPA エアフィルターの異なるグレードの製品の 風量計算方法は同じですが、定格値は対応するモデルのデータに基づく必要があります。

選択と承認のチェックリスト

アイリ工業の風量計算協力について

風量計算の基礎となるのは、正確な製品データと現場条件です。

Aili Industrial の製造システムは、フィルター、モーター、ファン、制御システム、完全な機械アセンブリをカバーしており、 HEPA高効率フィルター、ULPA超高性能フィルター と対応エア供給装置。有効面積と試験条件は製品情報に記載されています。フィルターと FFUファンフィルターユニット、EFU装置側のファンフィルタユニット を適合させると、計画段階で風量、表面風速、ファン動作点を合わせて計算できます。

お問い合わせの際は、設計風量、目標表面風速、設置スペース、使用条件などをお知らせいただき、適切な仕様をご確認ください。特定のパラメータは、対応するモデルの技術データの影響を受けます。