High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 5: Test method for filter elements

ISO 29463-5:2011 specifies the reference test procedure for determining the efficiency of filters at their most penetrating particle size (MPPS). ISO 29463-5:2011 also gives guidelines for the testing and classification for filters with an MPPS of less than 0,1 μm and filters using media with (charged) synthetic fibres. ISO 29463-5:2011 is intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-3 and ISO 29463-4.

Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 5: Méthode d'essai des éléments filtrants

La présente partie de l'ISO 29463 spécifie le mode opératoire d'essai de référence pour la détermination de l'efficacité des filtres pour la taille de particule ayant la plus forte pénétration (MPPS). Elle donne également des lignes directrices pour les essais et la classification des filtres avec une MPPS de moins de 0,1 µm (Annexe B) et des filtres utilisant des médias avec des fibres synthétiques (chargées) (Annexe C). Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l'ISO 29463‑1, l'ISO 29463‑2, l'ISO 29463‑3 et l'ISO 29463‑4.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
06-Oct-2011
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
10-Aug-2011
Completion Date
07-Oct-2011
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ISO 29463-5:2011 - High-efficiency filters and filter media for removing particles in air
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ISO 29463-5:2011 - Filtres a haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 29463-5
First edition
2011-10-15
High-efficiency filters and filter media for
removing particles in air —
Part 5:
Test method for filter elements
Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans
l'air —
Partie 5: Méthode d'essai des éléments filtrants
Reference number
ISO 29463-5:2011(E)
ISO 2011
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ISO 29463-5:2011(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2011

All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,

electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or

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Fax + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-5:2011(E)
Contents Page

Foreword ............................................................................................................................................................ iv

Introduction ......................................................................................................................................................... v

1  Scope ...................................................................................................................................................... 1

2  Normative references ............................................................................................................................ 1

3  Terms and definitions ........................................................................................................................... 2

4  Description of the method .................................................................................................................... 2

4.1  Alternate efficiency test method for groups H and U filters ............................................................. 3

4.2  Statistical efficiency test method for low efficiency filters — Group E filters ................................ 3

5  Test filter ................................................................................................................................................ 3

6  Test apparatus ....................................................................................................................................... 4

6.1  Test duct ................................................................................................................................................. 4

6.2  Aerosol generation and measuring instruments ............................................................................... 6

7  Conditions of the test air .................................................................................................................... 10

8  Test procedure ..................................................................................................................................... 11

8.1  Preparatory checks ............................................................................................................................. 11

8.2  Starting up the aerosol generator ...................................................................................................... 11

8.3  Preparation of the test filter ............................................................................................................... 11

8.4  Testing .................................................................................................................................................. 11

9  Evaluation ............................................................................................................................................ 12

10  Test report ............................................................................................................................................ 13

11  Maintenance and inspection of the test apparatus .......................................................................... 15

Annex A (normative) Alternate efficiency test method from scan testing .................................................. 16

Annex B (informative) Testing and classification method for filters with MPPS 0,1 µm

(e.g. membrane medium filters) ......................................................................................................... 17

Annex C (normative) Testing and classification of filters using media with (charged) synthetic

fibres ..................................................................................................................................................... 20

Annex D (informative) Traditional efficiency test methods for HEPA and ULPA filters ............................ 22

Bibliography ...................................................................................................................................................... 23

© ISO 2011 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 29463-5:2011(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies

(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO

technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been

established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and

non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the

International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards

adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an

International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent

rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 29463-5 was prepared by Technical Committee ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other gases.

ISO 29463 consists of the following parts, under the general title High-efficiency filters and filter media for

removing particles in air:
 Part 1: Classification, performance, testing and marking
 Part 2: Aerosol production, measuring equipment, particle-counting statistics
 Part 3: Testing flat sheet filter media
 Part 4: Test method for determining leakage of filter element — Scan method
 Part 5: Test method for filter elements
iv © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-5:2011(E)
Introduction

ISO 29463 (all parts) is derived from EN 1822 (all parts) with extensive changes to meet the requests from

non-EU p-members. It contains requirements, fundamental principles of testing and the marking for high-

efficiency particulate air filters with efficiencies from 95 % to 99,999 995 % that can be used for classifying

filters in general or for specific use by agreement between users and suppliers.

ISO 29463 (all parts) establishes a procedure for the determination of the efficiency of all filters on the basis of

a particle counting method using a liquid (or alternatively a solid) test aerosol, and allows a standardized

classification of these filters in terms of their efficiency, both local and overall efficiency, which actually covers

most requirements of different applications. The difference between ISO 29463 (all parts) and other national

standards lies in the technique used for the determination of the overall efficiency. Instead of mass

relationships or total concentrations, this technique is based on particle counting at the most penetrating

particle size (MPPS), which is, for micro-glass filter mediums, usually in the range of 0,12 μm to 0,25 μm. This

method also allows testing ultra-low-penetration air filters, which was not possible with the previous test

methods because of their inadequate sensitivity. For membrane filter media, separate rules apply, and are

described in Annex B. Although no equivalent test procedures for testing filters with charged media is

prescribed, a method for dealing with these types of filters is described in Annex C. Specific requirements for

testing method, frequency, and reporting requirements can be modified by agreement between supplier and

customer. For lower-efficiency filters (group H, as described below), alternate leak test methods described in

ISO 29463-4:2011, Annex A, can be used by specific agreement between users and suppliers, but only if the

use of these other methods is clearly designated in the filter markings as noted in ISO 29463-4:2011, Annex A.

There are differences between ISO 29463 (all parts) and other normative practices common in several

countries. For example, many of these rely on total aerosol concentrations rather than individual particles. For

information, a brief summary of these methods and their reference standards are provided in Annex D of this

part of ISO 29463.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 29463-5:2011(E)
High-efficiency filters and filter media for removing particles in
air —
Part 5:
Test method for filter elements
1 Scope

This part of ISO 29463 specifies the reference test procedure for determining the efficiency of filters at their

most penetrating particle size (MPPS). It also gives guidelines for the testing and classification for filters with

an MPPS of less than 0,1 μm (Annex B) and filters using media with (charged) synthetic fibres (Annex C). It is

intended for use in conjunction with ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-3 and ISO 29463-4.

2 Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced

document (including any amendments) applies.

ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-

section conduits running full — Part 1: General principles and requirements

ISO/TS 21220:2009, Particulate air filters for general ventilation — Determination of filtration performance

ISO 21501-4, Determination of particle size distribution — Single particle light interaction methods — Part 4:

Light scattering airborne particle counter for clean spaces

ISO 29463-1:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 1: Classification,

performance, testing and marking

ISO 29463-2:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 2: Aerosol

production, measuring equipment, particle-counting statistics

ISO 29463-3, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 3: Testing flat sheet

filter media

ISO 29463-4:2011, High-efficiency filters and filter media for removing particles in air — Part 4: Test method

for determining the leakage of filter elements — Scan method
ISO 29464 , Cleaning equipment for air and other gases — Terminology
1) To be published.
© ISO 2011 – All rights reserved 1
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ISO 29463-5:2011(E)
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 29463-1, ISO 29463-2, ISO 29463-3,

ISO 29463-4, ISO 29464 and the following apply.
3.1
sampling duration

time during which the particles in the sampling volume flow are counted (upstream or downstream)

3.2
measuring procedure with fixed sampling probes

determination of the overall efficiency using fixed sampling probes upstream and downstream of the test filter

3.3
total particle count method

particle counting method in which the total number of particles in a certain sample volume is determined

without classification according to size
EXAMPLE By using a condensation particle counter.
3.4
particle counting and sizing method

particle counting method which allows both the determination of the number of particles and also the

classification of the particles according to size
EXAMPLE By using an optical particle counter.
3.5
particle concentration method

method that can determine the total concentration of particles in the aerosol either by multiple particle

counting or chemical concentrations
NOTE No particle size classification can be determined by this method.
4 Description of the method

In order to determine the efficiency of the test filter, it is fixed in the test filter mounting assembly and

subjected to a test air volume flow corresponding to the nominal volume flow rate. After measuring the

pressure drop at the nominal volume flow rate, the filter is purged with clean air and the test aerosol produced

by the aerosol generator is mixed with the prepared test air along a mixing section, so that it is spread

homogeneously over the cross-section of the duct.

The efficiency is always determined for the MPPS; see ISO 29463-3. The size distribution of the aerosol

particles can optionally be measured using a particle size analysis system, for example, a differential mobility

particle sizer, DMPS.

The testing can be carried out using either a mono-disperse or poly-disperse test aerosol. When testing with

(quasi-) mono-disperse aerosol, the total particle counting method may be used with a condensation particle

counter (CPC) or an optical particle counter (OPC; for example a laser particle counter). It shall be ensured

that the number median particle diameter corresponds to the MPPS, i.e. the particle diameter at which the

filter medium has its minimum efficiency.
2 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-5:2011(E)

When using a poly-disperse aerosol, the particle counting method, e.g. an optical particle counter or DMPS,

shall be used, which, in addition to counting the particles, is also able to determine their size distribution. It shall

be ensured that the count median diameter, D , of the test aerosol lies in the range given by Equation (1):

MPPS
DS1,5 (1)
M MPPS
where S is the most penetrating particle size.
MPPS

In order to determine the overall efficiency, representative partial flows are extracted on the upstream and

downstream sides of the filter element and directed to the attached particle counter via a fixed sampling probe

to measure the number of particles. It is necessary to have a mixing section behind the test filter to mix the

aerosol homogeneously with the test air over the duct cross-section (see 6.1.4).
4.1 Alternate efficiency test method for groups H and U filters

The standard efficiency test method, as described above, uses downstream mixing and a fixed downstream

probe. However, an alternate efficiency test method using scan test equipment with moving probe(s) is

provided and described in Annex A.

4.2 Statistical efficiency test method for low efficiency filters — Group E filters

For filters of group E, the overall efficiency shall be determined by one of the statistical test procedures

described below and it is not necessary to carry out the test for each single filter element (as is mandatory for

filters of groups H and U). The overall efficiency of group E filters shall be determined by averaging the results

of the statistical leak test as described below.

A record of the filter data in the form of a type test certificate or alternatively a factory test certificate is

required. However, the supplier shall be able to provide documentary evidence to verify the published filter

data upon request. This can be done by either:

a) maintaining a certified quality management system (e.g. ISO 9000), which requires the application of

statistically based methods for testing and documenting efficiency for group E filters in accordance with

this part of ISO 29463; or
b) using accepted statistical methods to test all of production lots of filters.

The skip lot procedure as described in ISO 2859-1 or any equivalent alternative method may be used.

The skip lot procedure as described in ISO 2859-1 implies that at the beginning, the test frequency is high

and is, in the course of further testing, reduced as the production experience grows and the products

produced conform to the target. For example, for the first eight production lots, 100 % of the produced

filters are tested. If all the tests are positive, the frequency is reduced to half for the next eight production

lots. If all the tests are positive again, the number is reduced by half again, and so on until it is necessary

to test only one out of eight lots (e.g. the minimum test frequency). Each time one of the tested filters fails,

the test frequency is doubled again. In any case, the number of samples per lot tested shall be greater

than three filters.
5 Test filter

The filter element being tested shall show no signs of damage or any other irregularities. The filter element

shall be handled carefully and shall be clearly and permanently marked with the following details:

 designation of the filter element;
 upstream side of the filter element.

The temperature of the test filter during the testing shall correspond with that of the test air.

© ISO 2011 – All rights reserved 3
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ISO 29463-5:2011(E)
6 Test apparatus

A flow sheet showing the arrangement of apparatus comprising a test rig is given in ISO 29463-1:2011,

Figure 4. An outline diagram of a test rig is given in Figure 1.

The fundamentals of aerosol generation and neutralization with details of suitable types of equipment as well

as detailed descriptions of the measuring instruments required for the testing are given in ISO 29463-2.

Key
1 coarse dust filter
2 fine dust filter
3 fan
4 air heating
5 high-efficiency air filter
6 aerosol inlet to the test duct
7 temperature measurement
8 hygrometer
9 sampler, particle size analysis
10 sampler, upstream
11 ring pipe for differential pressure measurement
12 manometer
13 test filter mounting assembly
14 measuring damper (see ISO 5167-1)
15 measurement of absolute pressure
16 manometer measuring differential pressure
17 sampler, downstream
Figure 1 — Example of a test rig
6.1 Test duct
6.1.1 Test air conditioning

The test air conditioning equipment shall be comprised of the equipment required to control the condition of

the test air so that it can be brought in compliance with the requirement of Clause 7.

4 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-5:2011(E)
6.1.2 Adjustment of the volume flow rate

Filters shall always be tested at their nominal air flow rate. It shall be possible to adjust the volume flow rate by

means of a suitable provision (e.g. by changing the speed of the fan, or with dampers) to a value 5 % of the

nominal flow rate, which shall then remain constant within 2 % throughout each test.

6.1.3 Measurement of the volume flow rate

The volume flow rate shall be measured using a standardized or calibrated method (e.g. measurement of the

differential pressure using standardized damper equipment, such as orifice plates, nozzles, Venturi tubes in

accordance with ISO 5167-1.
The limit error of measurement shall not exceed 5 % of the measured value.
6.1.4 Aerosol mixing section

The aerosol input and the mixing section (see Figure 1 for an example) shall be so constructed that the

aerosol concentration measured at individual points of the duct cross-section, directly in front of the test filter,

do not deviate by more than 10 % from the mean value of at least nine measuring points over the channel

cross-section.
6.1.5 Test filter mounting assembly

The test filter mounting assembly shall ensure that the test filter can be sealed and subjected to flow in

accordance with requirements.
It shall not obstruct any part of the filter cross-sectional area.
6.1.6 Measuring points for the pressure drop

The measuring points for pressure drop shall be so arranged that the mean value of the static pressure in the

flow upstream and downstream of the filter can be measured. The planes of the pressure measurements

upstream and downstream shall be positioned in regions of an even flow with a uniform flow profile.

In rectangular or square test ducts, smooth holes with a diameter of 1 mm to 2 mm for the pressure

measurements shall be bored in the middle of the channel walls, normal to the direction of flow. The four holes

shall be interconnected with a circular pipe.
6.1.7 Sampling

In order to determine the efficiency, partial flows are extracted from the test volume flow by sampling probes

and led to the particle counters. The diameter of the probes shall be chosen so that isokinetic conditions are

maintained in the duct at the given volume flow rate for the sample. In this way, sampling errors can be

neglected due to the small size of the particles in the test aerosol. The connections to the particle counter

shall be as short as possible. Samples on the upstream side are taken by a fixed sampling probe in front of

the test filter. The sampling shall be representative, on the basis that the aerosol concentration measured from

the sample does not deviate by more than 10 % from the mean value determined in accordance with 6.1.4.

A fixed sampling probe is also installed downstream, preceded by a mixing section that ensures a

representative measurement of the downstream aerosol concentration. This is taken to be the case when, in

event of an artificially made big leak in the test filter, the aerosol concentration measured downstream the filter

does not at any point deviate by more than 10% from the mean value of at least nine measuring points over

the duct cross-section. It is necessary, however, to verify beforehand that the artificially made leak is big

enough to increase the filter penetration by at least a factor of five relative to the penetration of the non-

leaking filter.

The mean aerosol concentrations determined at the upstream and downstream sampling points without the

filter in position shall not differ from each other by more than 5 %.
© ISO 2011 – All rights reserved 5
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ISO 29463-5:2011(E)
6.2 Aerosol generation and measuring instruments

The operating parameters of the aerosol generator shall be adjusted to produce a test aerosol whose number

median diameter is in the range of the MPPS for the sheet filter medium.

The median size of the mono-disperse test aerosol shall not deviate from the MPPS by more than 10 %. A

deviation of 50 % is allowed when using a poly-disperse aerosol.

The particle output of the aerosol generator shall be adjusted according to the test volume flow rate and the

filter efficiency, so that the counting rates on the upstream and downstream sides lie under the coincidence

limits of the counter (maximum coincidence error of 10 % in accordance with ISO 21501-4), and significantly

above the zero count rate of the instruments.

The number distribution concentration of the test aerosol can be determined using a suitable particle size

analysis system (e.g. a differential mobility particle sizer, DMPS) or with a laser particle counter suitable for

these test purposes. The limit error of the measurement method used to determine the number median value

shall not exceed 20 % relative to the measurement value.

The number of counted particles measured upstream and downstream shall be sufficiently large to provide

statistically meaningful results, without the concentration exceeding the measuring range of the upstream

particle counter. If the upstream number concentration exceeds the range of the particle counter (in the

counting mode), a dilution system shall be inserted between the sampling point and the counter.

The particle counting may be carried out using either a pair of counters operating in parallel on the upstream

and downstream sides, or using a single counter to measure the number concentrations on the upstream and

downstream sides alternately. If measurements are made with only one counter, it shall be ensured that the

relevant properties of the test aerosol (for example, the number concentration, particle size distribution,

homogeneous distribution over the channel cross-section) remain constant over time. If two counters are used

in parallel, both should be of the same type and calibrated as dual devices.
6.2.1 Apparatus for testing with a mono-disperse test aerosol

For technical reasons, the particle size distribution produced by the aerosol generator is usually quasi-mono-

disperse.

When using a mono-disperse aerosol for the efficiency testing of the filter element, not only optical particle

counters but also condensation particle counters may be used.

When using a condensation particle counter, it shall be ensured that the test aerosol does not contain

appreciable numbers of particles that are very much smaller than the MPPS. Such particles, which can be

produced, for example, by an aerosol generator that is no longer working properly, are also counted by a

condensation particle counter and can lead to a considerable error in the determination of the efficiency. One

way of checking for this error is to determine the number distribution of the test aerosol with a measuring

device that stretches over a range from the lower range limit of the condensation particle counter up to a

particle size of approximately 1 μm. The number distribution thus determined shall be quasi-mono-disperse

and without the large concentration of very small particles.
The apparatus for testing with mono-disperse aerosol is shown in Figure 2.
6.2.2 Apparatus for testing with a poly-disperse test aerosol

When determining the efficiency of a filter element using a poly-disperse test aerosol, the particle number

concentration and size distribution shall be determined using an optical particle counter (e.g. laser particle

counters).

The test apparatus for testing with a poly-disperse aerosol is shown in Figure 3.

6 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 29463-5:2011(E)
Key
1 pre-filter for test air
2 fan with variable speed control
3 air heater
4 aerosol inlet in the duct
5 aerosol generator for the mono-disperse aerosol
6 measurement of temperature, barometric pressure and relative humidity
7 upstream side mixing section
8 sampling point for particle size analysis
9 particle size analysis system (DMPS or OPC)
10 sampling point for upstream particle counting
11 dilution system (optional)
12 upstream particle counter (CPC or OPC)
13 test filter
14 measurement of pressure drop across the test filter
15 measurement of absolute pressure and volume air flow rate
16 downstream mixing section
17 sampling point for downstream particle counting
18 downstream particle counter (CPC or OPC)
19 computer for purposes of control and measurement recording
Figure 2 — Apparatus for testing with a mono-disperse aerosol
© ISO 2011 – All rights reserved 7
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ISO 29463-5:2011(E)
Key
1 pre-filter for test air
2 fan with variable speed control
3 air heater
4 aerosol inlet in the duct
5 aerosol generator for the poly-disperse aerosol
6 measurement of temperature, barometric pressure and relative humidity
7 upstream side mixing section
8 sampling point for upstream particle count
9 dilution system (optional)
10 upstream OPC
11 test filter
12 measurement of pressure drop of the test filter
13 measurement of absolute pressure and volume air flow rate
14 downstream mixing section
15 sampling point for downstream particle count
16 downstream OPC
17 computer for control and measurement recording
Figure 3 — Apparatus for testing with a poly-disperse aerosol
8 © ISO 2011 – All rights reserved
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 29463-5:2011(E)

At a minimum, the measuring range of the optical particle counter used for efficiency testing shall cover at

MPPS

least the particle size range between and 1,5 S , where S is the most penetrating particle

MPPS MPPS
1,5
size.

The distribution of the channel limits shall be such that there is one (lower) channel limit in the diameter range

MPPS MPPS

between and (Figure 4, range II a) and one (upper) channel limit in the diameter range

21,5

between 1,5  S and 2  S (Figure 4, range II b). From a practical point of view, for most common

MPPS MPPS

filter media in use, diameter channels of 0,1 μm to 0,2 μm and 0,2 μm to 0,3 μm, readily available in most

commercial optical particle counters, should sufficiently meet this requirement.

Specifically, for the different ranges of MPPS that are commonly encountered, the recommended measuring

range of the optical particle counter used in testing efficiency shall cover the following particle sizes given in

Equation (1) (Figure 4, range I):
MPPS
to 1,5 S (1)
MPPS
1,5
where S is the most p
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 29463-5
Première édition
2011-10-15
Filtres à haut rendement et filtres
pour l'élimination des particules
dans l'air —
Partie 5:
Méthode d'essai des éléments filtrants
High-efficiency filters and filter media for removing particles in air —
Part 5: Test method for filter elements
Numéro de référence
ISO 29463-5:2011(F)
ISO 2011
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ISO 29463-5:2011(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 29463-5:2011(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Description de la méthode ......................................................................................................................................................................... 2

4.1 Autre méthode d'essai d'efficacité des filtres des groupes H et U .............................................................. 3

4.2 Méthode d'essai d'efficacité statistique des filtres à faible efficacité — Filtres du

groupe E ........................................................................................................................................................................................................ 3

5 Filtre d'essai .............................................................................................................................................................................................................. 3

6 Appareillage d'essai .......................................................................................................................................................................................... 4

6.1 Conduit d'essai ........................................................................................................................................................................................ 4

6.1.1 Conditionnement de l'air d'essai ....................................................................................................................... 4

6.1.2 Réglage du débit volumique ................................................................................................................................... 5

6.1.3 Mesurage du débit volumique .............................................................................................................................. 5

6.1.4 Section de mélange de l'aérosol .................. ........................................................................................................ 5

6.1.5 Dispositif de montage pour filtre d'essai .................................................................................................... 5

6.1.6 Points de mesure de la perte de charge ....................................................................................................... 5

6.1.7 Échantillonnage ................................................................................................................................................................ 5

6.2 Génération d'aérosol et instruments de mesure ....................................................................................................... 6

6.2.1 Appareillage d'essai avec un aérosol d'essai monodispersé ...................................................... 6

6.2.2 Appareillage d'essai avec un aérosol d'essai polydispersé ......................................................... 7

7 Conditions de l'air d'essai ........................................................................................................................................................................11

8 Mode opératoire d'essai ............................................................................................................................................................................12

8.1 Vérifications préalables ................................................................................................................................................................12

8.2 Démarrage du générateur d'aérosol .................................................................................................................................12

8.3 Préparation du filtre d'essai .....................................................................................................................................................12

8.3.1 Installation du filtre d'essai .................................................................................................................................12

8.3.2 Purge du filtre d'essai ...............................................................................................................................................12

8.4 Essais ............................................................................................................................................................................................................12

8.4.1 Mesure de la perte de charge .............................................................................................................................12

8.4.2 Essai avec un aérosol d'essai monodispersé ........................................................................................13

8.4.3 Essai avec un aérosol d'essai polydispersé ............................................................................................13

9 Évaluation .................................................................................................................................................................................................................13

10 Rapport d'essai ...................................................................................................................................................................................................15

11 Maintenance et inspection de l'appareillage d'essai ...................................................................................................16

Annexe A (normative) Autre méthode d'essai d'efficacité à partir d'un essai d'exploration .................17

Annexe B (informative) Méthode d’essai et de classification des filtres avec une

MPPS ≤ 0,1 μm (par exemple, médias filtrants à membrane) ............................................................................18

Annexe C (normative) Essai et classification des filtres utilisant des médias avec des fibres

synthétiques (chargées) ............................................................................................................................................................................21

Annexe D (informative) Méthodes traditionnelles d'essai d'efficacité des filtres HEPA et ULPA .......23

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................24

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ISO 29463-5:2011(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/

IEC, Partie 2.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de

Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour

vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des

comités membres votants.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.

L’ISO 29463-5 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.

L'ISO 29463 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Filtres à haut rendement et

filtres pour l'élimination des particules dans l'air:
— Partie 1: Classification, essais de performance et marquage

— Partie 2: Production d'aérosol, équipement de mesure et statistique de comptage de particules

— Partie 3: Méthode d’essai des filtres à feuille plate

— Partie 4: Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément filtrant (méthode scan)

— Partie 5: Méthode d'essai des éléments filtrants
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ISO 29463-5:2011(F)
Introduction

L'ISO 29463 (toutes les parties) découle de l'EN 1822 (toutes les parties) avec des changements

importants pour répondre aux demandes de membres P non membres de l'UE. Elle donne des exigences,

des principes d'essai fondamentaux et le marquage pour les filtres à air à haut rendement d'efficacité

ayant une efficacité comprise entre 95 % et 99,999 995 % et qui peuvent être utilisés pour classifier les

filtres en général ou pour un usage spécifique par accord entre utilisateurs et fournisseurs.

L'ISO 29463 (toutes les parties) définit un mode opératoire de détermination de l'efficacité de tous les

filtres, à partir d'une méthode de comptage de particules à l'aide d'un aérosol d'essai liquide (ou solide)

et permet une classification normalisée de ces filtres en fonction de leur efficacité locale et globale,

qui couvre effectivement la plupart des exigences des différentes applications. La différence entre

l'ISO 29463 (toutes les parties) et les autres normes nationales se situe au niveau de la technique utilisée

pour la détermination de l'efficacité globale. Cette technique s'appuie sur le comptage des particules

pour la taille de particule ayant la plus forte pénétration (MPPS), qui, pour les médias filtrants en

micro-verre, est généralement dans la plage de 0,12 µm à 0,25 µm, plutôt que sur les relations de masses

ou les concentrations totales. Cette méthode permet également de soumettre à essai les filtres à air à

très faible pénétration, ce qui n'était pas possible avec les méthodes d'essai précédentes en raison de

leur sensibilité insuffisante. Pour les médias filtrants à membrane, des règles différentes s'appliquent;

celles-ci sont décrites en Annexe B. Bien qu'aucun mode opératoire d’essai équivalent ne soit spécifié

pour les essais des filtres munis de médias chargés, une méthode pour traiter ces types de filtres

est décrite à l’Annexe C. Les exigences spécifiques concernant la méthode d'essai, la fréquence et les

exigences de déclaration peuvent être modifiées par accord entre le fournisseur et le client. Pour les

filtres à faible efficacité (groupe H, tel que décrit ci-dessous), d'autres méthodes d'essais d'étanchéité,

décrites dans l'ISO 29463-4:2011, Annexe A, peuvent être utilisées par accord spécifique entre le

fournisseur et le client, mais seulement si l'utilisation de ces autres méthodes est clairement indiquée

dans les marquages des filtres, tel que décrit dans l'ISO 29463-4:2011, Annexe A.

Il existe des différences entre l'ISO 29463 (toutes les parties) et d'autres pratiques normatives courantes

dans plusieurs pays. Par exemple, plusieurs de ces pratiques s'appuient sur les concentrations totales

d'aérosols plutôt que sur les particules individuelles. À titre informatif, une description succincte de ces

méthodes et leurs normes de référence sont fournies en Annexe D de la présente partie de l’ISO 29463.

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NORME INTERNATIONALE ISO 29463-5:2011(F)
Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des
particules dans l'air —
Partie 5:
Méthode d'essai des éléments filtrants
1 Domaine d'application

La présente partie de l'ISO 29463 spécifie le mode opératoire d'essai de référence pour la détermination

de l’efficacité des filtres pour la taille de particule ayant la plus forte pénétration (MPPS). Elle donne

également des lignes directrices pour les essais et la classification des filtres avec une MPPS de moins de

0,1 µm (Annexe B) et des filtres utilisant des médias avec des fibres synthétiques (chargées) (Annexe C).

Elle est destinée à être utilisée conjointement avec l'ISO 29463-1, l'ISO 29463-2, l'ISO 29463-3 et

l'ISO 29463-4.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application de ce document. Pour les

références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du

document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).

ISO 5167-1, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en

charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux et exigences générales

ISO/TS 21220:2009, Filtres à air particulaires pour ventilation générale — Détermination des performances

de filtration

ISO 21501-4, Détermination de la distribution granulométrique — Méthodes d'interaction lumineuse de

particules uniques — Partie 4: Compteur de particules en suspension dans l'air en lumière dispersée pour

espaces propres

ISO 29463-1:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l’élimination des particules dans l’air — Partie 1:

Classification, essais de performance et marquage

ISO 29463-2:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 2:

Production d'aérosol, équipement de mesure et statistique de comptage de particules

ISO 29463-3, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 3:

Méthode d'essai des filtres à feuille plate

ISO 29463-4:2011, Filtres à haut rendement et filtres pour l'élimination des particules dans l'air — Partie 4:

Méthode d'essai pour déterminer l'étanchéité de l'élément filtrant (méthode scan)

ISO 29464, Épuration de l’air et autres gaz — Terminologie
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 29463-1, l'ISO 29463-2,

l'ISO 29463-3, l'ISO 29463-4, l’ISO 29464 ainsi que les suivants, s'appliquent.
1) À publier.
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ISO 29463-5:2011(F)
3.1
durée d'échantillonnage

période pendant laquelle les particules sont comptées dans le débit volumique d'échantillonnage (en

amont ou en aval)
3.2
mode opératoire de mesurage avec sondes d'échantillonnage fixes

détermination de l'efficacité globale à l'aide de sondes d'échantillonnage fixes en amont et en aval du

filtre d'essai
3.3
méthode de comptage total de particules

méthode de comptage de particules selon laquelle le nombre total de particules dans un certain volume

d'échantillonnage est déterminé sans classification selon leur taille
EXEMPLE En utilisant un compteur à noyau de condensation.
3.4
méthode de comptage et de dimensionnement des particules

méthode de comptage des particules permettant à la fois la détermination du nombre de particules et la

classification des particules selon leur taille
EXEMPLE En utilisant un compteur optique de particules.
3.5
méthode de concentration des particules

méthode permettant de déterminer la concentration totale de particules dans l'aérosol, soit par

comptage multiple des particules, soit par évaluation des concentrations chimiques

Note 1 à l'article: Cette méthode ne permet aucune classification granulométrique.

4 Description de la méthode

Afin de déterminer l’efficacité du filtre d'essai, celui-ci est fixé dans le dispositif de montage pour filtre

d'essai et soumis à un débit volumique d'air d'essai correspondant au débit volumique nominal. Une

fois la perte de charge mesurée au débit volumique nominal, le filtre est purgé avec de l'air propre, et

l'aérosol d'essai produit par le générateur d’aérosol est mélangé à l'air d'essai préparé sur une section

de mélange, de manière à le répartir de manière homogène sur la section droite du conduit.

L'efficacité est toujours déterminée pour la MPPS; voir l'ISO 29463-3. La distribution granulométrique

des particules d'aérosol peut éventuellement être mesurée à l'aide d'un système d'analyse de la taille

des particules, par exemple, un granulomètre à mobilité différentielle, DMPS.

Les essais peuvent être réalisés en utilisant un aérosol d'essai mono-dispersé ou polydispersé. Lors

d'un essai avec un aérosol (quasi-)monodispersé, la méthode de comptage total de particules peut être

utilisée avec un compteur à noyau de condensation (CPC) ou d'un compteur optique de particules (OPC;

par exemple un compteur à noyau de condensation à laser). Il doit être garanti que le diamètre médian

des diamètres des particules correspond à la MPPS, c'est-à-dire le diamètre des particules pour lequel

le média filtrant à une efficacité minimale.

Lors de l'utilisation d'un aérosol polydispersé, la méthode de compteur à noyau de condensation, par

exemple un compteur optique de particules ou un DMPS, en plus du compteur à noyau de condensation,

est également en mesure de déterminer leur granulométrie. Il doit être garanti que le diamètre moyen

de comptage, D , de l'aérosol d'essai est dans la plage donnée par l'Équation (1):

MPPS
>>DS15, ⋅ (1)
MMPPS
où S est la taille de particule ayant la plus forte pénétration.
MPPS
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ISO 29463-5:2011(F)

Afin de déterminer l'efficacité globale, des débits partiels représentatifs sont extraits en amont

et en aval de l'élément filtrant et dirigés vers le compteur à noyau de condensation, via une sonde

d'échantillonnage fixe, pour mesurer le nombre de particules. Il est nécessaire d'avoir une section de

mélange derrière le filtre d'essai afin de mélanger l'aérosol et l'air d'essai de façon homogène sur la

section droite du conduit (voir 6.1.4).
4.1 Autre méthode d'essai d'efficacité des filtres des groupes H et U

La méthode normalisée d'essai d'efficacité, telle que décrite ci-dessus, utilise un mélange aval et une

sonde aval fixe. Toutefois, l'Annexe A fourni et décrit une autre méthode d'essai d'efficacité utilisant un

équipement d'essai d'exploration avec une ou plusieurs sondes mobiles.

4.2 Méthode d'essai d'efficacité statistique des filtres à faible efficacité — Filtres du

groupe E

Pour les filtres du groupe E, l'efficacité globale doit être déterminée selon l'un des modes opératoires

d'essais statistiques décrits ci-dessous; il n'est pas nécessaire de réaliser cet essai pour chaque élément

filtrant individuel (obligatoire pour les filtres des groupes H et U). L'efficacité globale des filtres du

groupe E doit être déterminée en moyennant les résultats de l'essai d'étanchéité statistique, comme

décrit ci-dessous.

Un enregistrement des données du filtre sous la forme d'un certificat d'essai de type ou sinon d'un

certificat d'essai en usine est requis. Cependant, le fournisseur doit être capable de fournir une preuve

documentée afin de pouvoir vérifier sur demande les données des filtres publiées. Cela peut être réalisé:

a) en maintenant un système de management de la qualité certifié (par exemple, ISO 9000), qui

nécessite l'application de méthodes statistiques d'essai et de documentation de l'efficacité des

filtres du groupe E conformément à la présente partie de l'ISO 29463; ou

b) en utilisant des méthodes statistiques reconnues pour soumettre à essai l'ensemble des lots de

production de filtres.

Le mode opératoire d'échantillonnage successif partiel telle que décrit dans l'ISO 2859-1 ou toute

autre méthode équivalente peut être utilisé.

Le mode opératoire d'échantillonnage successif partiel, telle que décrit dans l'ISO 2859-1, implique

que la fréquence d'essai soit élevée au début puis qu'elle soit, au cours des essais supplémentaires,

réduite à mesure que l'expérience en cours de production augmente et que les produits fabriqués

se conforment à l'objectif. Par exemple, pour les huit premiers lots de production, 100 % des filtres

produits sont soumis à essai. Si tous les essais sont positifs, la fréquence est réduite de moitié

pour les huit lots de production suivants. Si tous les essais sont à nouveau positifs, le nombre est

encore réduit de moitié, et ainsi de suite, jusqu'à ce qu'il soit nécessaire de soumettre à essai un

seul des huit lots (par exemple, la fréquence minimale d'essai). À chaque fois que l'un des filtres

d'essai n'est pas conforme, la fréquence d'essai est à nouveau doublée. Dans tous les cas, le nombre

d'échantillons par lot soumis à essai doit être supérieur à trois filtres.
5 Filtre d'essai

L'élément filtrant soumis à essai ne doit présenter aucun signe de détérioration ni aucune autre

irrégularité. L'élément filtrant doit être manipulé avec précaution et doit porter un marquage clair et

permanent donnant les détails suivants:
— la désignation de l'élément filtrant;
— le côté amont de l'élément filtrant.

Au cours de l'essai, la température du filtre d'essai doit correspondre à celle de l'air d'essai.

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ISO 29463-5:2011(F)
6 Appareillage d'essai

L'ISO 29463-1:2011, Figure 4 donne un organigramme représentant la disposition de l'appareillage, y

compris un banc d'essai. La Figure 1 donne un schéma synoptique d'un banc d'essai.

L'ISO 29463-2 donne les principes de base de la génération et de la neutralisation des aérosols avec des

détails sur les types d'équipement appropriés ainsi que des descriptions détaillées des instruments de

mesure requis pour les essais.
Légende
1 filtre de poussière grossière
2 filtre de poussière fine
3 ventilateur
4 chauffage de l'air
5 filtre à air à très haute efficacité
6 entrée d'aérosol dans le conduit d'essai
7 mesure de la température
8 hygromètre
9 échantillonneur, analyse granulométrique
10 échantillonneur, amont
11 conduit annulaire pour le mesurage de la pression différentielle
12 manomètre
13 dispositif de montage pour filtre d'essai
14 registre de mesure (voir l'ISO 5167-1)
15 mesure de la pression absolue
16 manomètre de mesure de la pression différentielle
17 échantillonneur, aval
Figure 1 — Exemple de banc d'essai
6.1 Conduit d'essai
6.1.1 Conditionnement de l'air d'essai

L'équipement de conditionnement de l'air d'essai doit comprendre l'équipement requis pour le contrôle

de l'état de l'air d'essai de sorte qu'il puisse être mis en conformité avec l'exigence de l'Article 7.

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ISO 29463-5:2011(F)
6.1.2 Réglage du débit volumique

Les filtres doivent toujours être soumis à essai à leur débit d'air nominal. Il doit être possible de régler

le débit volumique à l'aide d'une mesure approprié (par exemple, en modifiant la vitesse du ventilateur,

ou à l'aide de registres) à une valeur ±5 % du débit nominal qui doit alors rester constant à ±2 % près

pendant toute la durée de chaque essai.
6.1.3 Mesurage du débit volumique

Le débit volumique doit être mesuré à l'aide d'une méthode normalisée ou étalonnée (par exemple,

mesurage de la pression différentielle à l'aide d'un système de registres normalisés, tels que

diaphragmes, buses, tubes de Venturi conformes à l'ISO 5167-1).
L'erreur limite de mesure ne doit pas dépasser 5 % de la valeur mesurée.
6.1.4 Section de mélange de l'aérosol

L'entrée d'aérosol et la section de mélange (voir la Figure 1 pour un exemple) doivent être construits

de manière que la concentration d'aérosol, mesurée en des points isolés de la section droite du conduit,

directement devant le filtre d'essai, ne s'écarte pas de plus de 10 % de la valeur moyenne d'au moins

neuf points de mesure sur la section droite du conduit.
6.1.5 Dispositif de montage pour filtre d'essai

Le dispositif de montage pour filtre d'essai doit garantir que le filtre d'essai peut être scellé et soumis

au débit conformément aux exigences.
Il ne doit obstruer aucune partie de la section droite du filtre.
6.1.6 Points de mesure de la perte de charge

Les points de mesure de la perte de charge doivent être disposés de manière à pouvoir mesurer la

valeur moyenne de la pression statique du débit en amont et en aval du filtre. Les plans des mesures de

pression en amont et en aval doivent être positionnés dans des zones de débit régulier avec un profil de

débit uniforme.

Sur les conduits d'essai rectangulaires ou carrés, des trous lisses de 1 mm à 2 mm de diamètre pour les

mesures de pression doivent être percés au centre des parois du conduit perpendiculairement au sens

du débit. Les quatre trous doivent être reliés par un conduit circulaire.
6.1.7 Échantillonnage

Afin de déterminer l'efficacité, des échantillons de débits sont prélevés du débit volumique d'essai à

l'aide de sondes d'échantillonnage et amenés aux compteurs de particules. Le diamètre des sondes

doit être choisi de manière à maintenir les conditions isocinétiques dans le conduit au débit volumique

donné pour l'échantillon. De cette manière, les erreurs d'échantillonnage peuvent être négligées du fait

de la taille réduite des particules dans l'aérosol d'essai. Les raccords avec le compteur de particules

doivent être aussi courts que possible. Les échantillons côté amont sont prélevés à l'aide d'une sonde

d'échantillonnage fixe placée devant le filtre d'essai. L'échantillonnage doit être représentatif, en

partant du principe que la concentration d'aérosol mesurée à partir de l'échantillon ne s'écarte pas de

plus de ±10 % de la valeur moyenne déterminée conformément au 6.1.4.

Une sonde d'échantillonnage fixe est également installée en aval, précédée d'une section de mélange qui

assure un mesurage représentatif de la concentration d'aérosol en aval. C'est le cas lorsque, en cas de

fuite importante provoquée artificiellement dans le filtre d'essai, la concentration d'aérosol mesurée en

aval du filtre ne s'écarte en aucun point de plus de ±10 % de la valeur moyenne d'au moins neuf points

de mesurage sur la section droite du conduit. Il est toutefois nécessaire de vérifier au préalable que la

fuite provoquée artificiellement est suffisamment importante pour augmenter la pénétration du filtre

d'au moins un facteur sur cinq par rapport à la pénétration du filtre exempt de fuite.

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ISO 29463-5:2011(F)

Les concentrations moyennes d'aérosol déterminées aux points d'échantillonnage amont et aval, sans

filtre en position, ne doivent pas différer les unes des autres de plus de 5 %.
6.2 Génération d'aérosol et instruments de mesure

Les paramètres de fonctionnement du générateur d'aérosol doivent être ajustés pour produire un

aérosol d'essai dont le diamètre moyen se situe dans la plage de MPPS pour le média filtrant plan.

La taille moyenne de l'aérosol d'essai monodispersé ne doit pas s'écarter de la MPPS de plus de ± 10 %.

Un écart de ±50 % est admis lors de l'utilisation d'un aérosol polydispersé.

Le débit de particules du générateur d'aérosol doit être réglé selon le débit volumique d'essai et

l'efficacité du filtre de manière que les comptages en amont et en aval se situent dans les limites de

coïncidence (erreur de coïncidence maximale de 10 % conformément à l'ISO 21501-4) du compteur et

nettement au-dessus du taux de comptage nul des instruments.

La distribution en nombre de l'aérosol d'essai, exprimée en concentration, peut être déterminée à

l'aide d'un système d'analyse granulométrique approprié (par exemple, un granulomètre

...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.