Datasheet ghi "HEPA H13, hiệu suất 99,95%" — nhưng con số đó được đo thế nào? Với kích thước hạt nào? "99,95%" là cho toàn bộ tấm lọc hay chỉ là trung bình? Hiểu EN 1822 sẽ trả lời tất cả.
EN 1822 ra đời từ đâu
EN 1822 là tiêu chuẩn của Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu Âu (CEN) dành cho phân loại và thử nghiệm lọc không khí hiệu suất cao, tên đầy đủ "High efficiency air filters — EPA, HEPA and ULPA". Phạm vi là lọc có hiệu suất ≥ 95% — vượt xa lọc HVAC văn phòng thông thường.
Trước EN 1822, mỗi nước một kiểu: Mỹ dùng MIL-STD-282 (DOP), Nhật dùng JIS B 9927, Đức dùng DIN 24184. EN 1822 hợp nhất chúng, sau đó được ISO 29463 tiếp nhận thành phiên bản quốc tế.
Với nhà sản xuất và bên mua, cấp EN 1822 là ngôn ngữ chung — nhà máy Đài Loan xuất sang Đức hay nhà máy Nhật giao cho fab Mỹ, H13 vẫn là H13, phương pháp thử giống nhau.
EPA / HEPA / ULPA — Ba nhóm lớn
EN 1822 chia lọc hiệu suất cao thành ba nhóm:
| Nhóm | Phạm vi cấp | Nôm na |
|---|---|---|
| EPA (Efficient Particulate Air) | E10 – E12 | "Hiệu suất cao" nhưng chưa đạt ngưỡng HEPA |
| HEPA (High Efficiency Particulate Air) | H13 – H14 | Lọc hạt hiệu suất cao thực thụ |
| ULPA (Ultra Low Penetration Air) | U15 – U17 | "Siêu thấp xuyên thấu", cấp bán dẫn |
Mỗi cấp được xác định bằng hai chỉ tiêu — hiệu suất tổng thể và hiệu suất cục bộ:
Bảng phân loại đầy đủ EN 1822
EPA → HEPA → ULPA — 10 cấp, số càng lớn hiệu suất càng cao nhưng ΔP và chi phí cũng tăng
| Cấp | Loại | Hiệu suất tổng ≥ | Hiệu suất cục bộ ≥ | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|---|---|
| E10 | EPA | 85% | — | Thông gió, tiền lọc AHU |
| E11 | EPA | 95% | — | Tầng trung, lọc thứ cấp điện tử |
| E12 | EPA | 99.5% | — | Khu chung bệnh viện, trước dược |
| H13 | HEPA | 99.95% | — | Phòng sạch ISO 7–8, phòng mổ |
| H14 | HEPA | 99.995% | ≥ 99.975% | Bán dẫn front-end, ISO 5, BSL-3 |
| U15 | ULPA | 99.9995% | ≥ 99.9975% | EUV tiên tiến, ISO 3–4 |
| U16 | ULPA | 99.99995% | ≥ 99.99975% | Siêu sạch, phòng thí nghiệm lượng tử |
| U17 | ULPA | 99.999995% | ≥ 99.9999% | Cấp giới hạn lý thuyết, nghiên cứu đặc biệt |
Thử nghiệm dựa trên MPPS (~0,12–0,25 μm) — kích thước hạt khó chặn nhất. "Tổng thể" là trung bình toàn bộ lọc; "Cục bộ" là điểm thấp nhất khi quét. H13 trở xuống chỉ yêu cầu tổng thể; H14 trở lên yêu cầu thêm cục bộ.
Điểm chính:
- ▸E10 đến E12 chỉ thử hiệu suất tổng thể — không cần quét
- ▸H13 trở lên phải thử hiệu suất cục bộ — không chỉ "trung bình toàn tấm" mà điểm yếu nhất cũng phải đạt
- ▸Mỗi cấp lên cao hơn, tỷ lệ rò rỉ chặt gấp ~10 lần: H13 cho phép 0,05% xuyên thấu, H14 chỉ cho 0,005%
Ví von: H13 giống "điểm trung bình lớp trên 95, người thấp nhất không dưới 75". H14 là "trung bình lớp trên 99,5, người thấp nhất trên 99,75". ULPA là "không ai trong lớp được trượt".
MPPS — Vì sao không dùng 0,3 μm?
Bạn có thể đã nghe "HEPA lọc hạt 0,3 μm với hiệu suất 99,97%" — đó thực ra là định nghĩa IEST của Mỹ. EN 1822 không dùng 0,3 μm cố định mà dùng MPPS (Most Penetrating Particle Size) — kích thước hạt khó lọc nhất cho tấm lọc cụ thể này.
Vì sao? Vì "điểm yếu" của mỗi loại vật liệu lọc khác nhau:
- ▸Sợi thủy tinh HEPA: MPPS thường 0,12 – 0,25 μm
- ▸Màng PTFE: MPPS có thể 0,05 – 0,1 μm
- ▸Vật liệu tĩnh điện: MPPS trôi theo thời gian khi điện tĩnh suy giảm
MPPS: "Gót Achilles" của lọc ở đâu
Chặn cơ học bắt hạt lớn, khuếch tán bắt hạt nhỏ — kích thước ở giữa mà cả hai đều yếu chính là MPPS
Tiêu chuẩn cũ Mỹ (IEST) dùng 0,3 μm cố định, nhưng 0,3 μm đã lệch khỏi MPPS nên hiệu suất đo được trông đẹp hơn thực tế. EN 1822 thử tại MPPS, bắt đúng điểm yếu thật.
MPPS thực tế thay đổi theo loại vật liệu, đường kính sợi và vận tốc mặt; phạm vi điển hình 0,12–0,25 μm. EN 1822 thử ở "kích thước khó bắt nhất", nghiêm ngặt hơn thử cố định 0,3 μm.
MPPS là "gót chân Achilles" của tấm lọc — thử tại kích thước đó mới biết hiệu suất trường hợp xấu nhất. Nếu thử tại 0,3 μm cố định, một số lọc sẽ "tránh đúng điểm yếu" và báo con số đẹp nhưng không thực.
Điểm chính: Hiệu suất EN 1822 đo tại MPPS, nên cùng một tấm lọc sẽ cho con số "trông thấp hơn" so với thử tại 0,3 μm — nhưng trung thực hơn.
Ba giai đoạn thử nghiệm
Thử nghiệm đầy đủ EN 1822 gồm ba giai đoạn; cấp càng cao phải qua càng nhiều:
Quy trình thử EN 1822: Ba cửa từ vật liệu đến xuất hàng
Vật liệu lọc → lọc hoàn chỉnh → quét cục bộ — H14 trở lên phải qua cả 3 cửa
Mẫu vật liệu lọc (chưa lắp ráp), thử aerosol DOP/PAO tại MPPS
Lọc hoàn chỉnh ở lưu lượng danh nghĩa — tỷ lệ nồng độ thượng/hạ lưu
Đầu dò quét mặt hạ lưu kiểu chữ S, đánh dấu điểm vượt ngưỡng
Aerosol DOP/PAO tập trung ở MPPS (~0,12–0,25 μm). Tốc độ quét 3–5 cm/s. H13 chỉ cần 2 cửa đầu; H14+ cần cả 3.
Giai đoạn 1: Thử hiệu suất vật liệu lọc Cắt một mẫu nhỏ từ lọc thành phẩm, thử với aerosol kích thước MPPS. Xác định năng lực nền của vật liệu.
Giai đoạn 2: Thử hiệu suất tổng thể Lắp toàn bộ tấm lọc vào ống gió thử nghiệm, thử cùng aerosol, đo tỷ lệ nồng độ thượng/hạ lưu. Đánh giá "vật liệu + khung + keo + chất lượng lắp ráp".
Giai đoạn 3: Quét rò rỉ (Scan Test) Đầu dò quét từng điểm trên mặt hạ lưu (như rà mìn), tìm điểm xuyên thấu cục bộ cao nhất. Bất kỳ điểm nào vượt ngưỡng đều không đạt.
E10 – E12 chỉ cần giai đoạn 1 và 2. H13 trở lên phải qua cả ba. H14 trở lên có ngưỡng cục bộ còn chặt hơn.
Chi tiết vận hành scan test xem Hướng dẫn PAO Scan Test.
Hiệu suất tổng thể vs Hiệu suất cục bộ
Một trong những khái niệm quan trọng nhất của EN 1822:
- ▸Hiệu suất tổng thể: tỷ lệ xuyên thấu trung bình toàn mặt lọc — đo "hiệu năng diện rộng"
- ▸Hiệu suất cục bộ: tỷ lệ xuyên thấu đơn điểm tệ nhất khi quét — đo "mắt xích yếu nhất"
Vì sao cần hai chỉ tiêu? Vì "trung bình" tốt không có nghĩa mọi góc đều tốt. Điểm yếu cục bộ thường gặp:
| Vị trí yếu | Nguyên nhân |
|---|---|
| Mối nối khung-vật liệu | Keo bịt không đều |
| Đỉnh nếp gấp | Vật liệu mỏng tại nếp gấp |
| Mép phân cách | Khe hở giữa phân cách nhôm và vật liệu |
| Mối nối vật liệu | Lọc lớn cần ghép nối, đường ghép là điểm yếu |
Trong phòng sạch, một lỗ kim duy nhất có thể phá hủy độ sạch cả phòng — vì thế H14 trở lên bắt buộc quét, với ngưỡng cục bộ chặt hơn ngưỡng tổng thể.
Chọn lọc thực tế: Cấp EN 1822 tương ứng cấp phòng sạch nào
Câu hỏi mua hàng phổ biến nhất: "Phòng sạch tôi là ISO Class 5 — nên dùng H13 hay H14?"
Bảng đối chiếu nhanh (thực tế còn phụ thuộc tần suất trao đổi khí, tỷ lệ tuần hoàn, v.v.):
| Cấp ISO 14644 | Cấp EN 1822 đề xuất | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| ISO Class 8 – 9 | E11 – E12 | Lắp ráp điện tử, đóng gói thực phẩm |
| ISO Class 6 – 7 | H13 | Chiết rót dược phẩm, LCD |
| ISO Class 5 | H14 | Bán dẫn front-end, TFT-LCD |
| ISO Class 4 trở lên | U15 – U17 | Công nghệ tiên tiến (EUV, kiểm tra wafer) |
Chi tiết phân cấp phòng sạch xem Phân cấp phòng sạch ISO 14644. Cơ bản về HEPA vs ULPA xem Hướng dẫn khác biệt HEPA và ULPA.
Lưu ý thực tế: Cấp chỉ là ngưỡng tối thiểu. Fab bán dẫn thường yêu cầu thêm "hiệu suất tổng ≥ 99,999%" hoặc "xuyên thấu cục bộ < 0,001%" — chặt hơn tiêu chuẩn H14. Khi làm việc với nhà cung cấp, luôn ghi rõ "theo phương pháp EN 1822" + "giá trị hiệu suất" + "tổng thể hay cục bộ" — thiếu một trong ba là thiếu.
Câu hỏi thường gặp
Q: H13 và H14 chênh nhau bao nhiêu?
A: Về xuyên thấu, H13 cho phép tối đa 0,05% (hiệu suất 99,95%), H14 cho phép tối đa 0,005% (99,995%) — chênh 10 lần tỷ lệ rò rỉ. Trong phòng sạch, hệ số 10 này thường quyết định ranh giới ISO Class 6 và ISO Class 5.
Q: Mỹ nói HEPA là 99,97%, Châu Âu nói 99,95% — cái nào đúng?
A: Cả hai đều đúng nhưng phương pháp thử khác nhau. IEST Mỹ thử tại 0,3 μm DOP cố định, ngưỡng 99,97%. EN 1822 H13 thử tại MPPS, ngưỡng 99,95%. Vì MPPS là kích thước khó nhất, 99,95%@MPPS và 99,97%@0,3 μm có độ khó thực tế gần tương đương.
Q: MPPS luôn là 0,3 μm?
A: Không. MPPS thay đổi theo vật liệu, thường trong khoảng 0,05 – 0,3 μm. Con số 0,3 μm đến từ nghiên cứu ban đầu cho thấy "phần lớn sợi thủy tinh có MPPS gần 0,3 μm". Vật liệu hiện đại (đặc biệt màng PTFE) thường có MPPS nhỏ hơn. EN 1822 yêu cầu xác định MPPS thực tế của từng tấm lọc trước, rồi dùng nó thử hiệu suất.
Q: EPA (E10–E12) có tính là HEPA không?
A: Nghiêm ngặt thì không. EN 1822 tách rõ EPA và HEPA. EPA có ngưỡng thấp hơn (E10 chỉ cần ≥ 85%) và không yêu cầu scan test. Thị trường có nơi gọi E11, E12 là "cận HEPA" nhưng trong tài liệu chính thức, H13 mới là nơi HEPA bắt đầu.
Q: Thay lọc có thể hạ từ H14 xuống H13 không?
A: Tùy protocol xác nhận phòng sạch. Nếu protocol ghi "lọc cuối H14", hạ cấp có thể khiến ISO Class không đạt và phải xác nhận lại cân bằng khí + đếm hạt sau thay. Nếu muốn hạ cấp tiết kiệm chi phí, phải đếm hạt sau lắp đặt để xác nhận nồng độ thực tế vẫn nằm trong giới hạn ISO Class, và phải có phê duyệt bằng văn bản từ QA hoặc khách hàng.
