Классификация фильтров
- Фильтры предназначены для удаления из воздуха вредных примесей - пыли, сигаретного дыма, выхлопных газов, пыльцы растений, выделений из строительных материалов и других. Большая часть этих загрязнителей является невидимой. Мы можем видеть только пылевые частицы размером свыше 10 мкм (0,01 мм). Они являются не самыми опасными, поскольку хорошо задерживаются в верхних дыхательных путях и выводятся из организма. Наибольшую же опасность представляют загрязнители с размером частиц от 0,2 до 5 мкм. Частицы такого размера свободно проникают в глубокие отделы легких и могут осаждаться в альвеолах. А минимальный размер загрязнителей составляет всего 0,0001 мкм (такие размеры имеют молекулы озона, формальдегида и других газов).
Задерживать все частицы размером от 0,0001 до 1000 мкм не может ни один фильтр. Поэтому в очистителях воздуха, как правило, устанавливается несколько фильтров, каждый из которых рассчитан на задержание или уничтожение загрязнителей определенного вида.
Описание фильтров:
-
Предварительные фильтры необходимы для защиты фильтров тонкой очистки от крупной пыли, которая может быстро вывести из строя дорогостоящие HEPA или угольные фильтры.
Предварительные фильтры или фильтры грубой очистки представляют собой мелкоячеистую пластиковую сетку или поролоновую губку. Такие фильтры предназначены для задержки тополиного пуха, шерсти животных и относительно крупной пыли с размерами частиц свыше 100 мкм.Фильтры грубой очистки являются многоразовыми. Для очистки от пыли их достаточно промыть в воде и просушить.
Название HEPA фильтр (High Efficiency Particulate Air [Filter]) можно перевести как «высокоэффективный фильтр для очистки воздуха от частиц». Эти фильтры сделаны из специального материала, состоящего из тонких волокон. Волокна образуют сеть из мельчайших пор, эффективно задерживающих частицы размером от 0,3 мкм.
Фильтры HEPA являются разновидностью механических фильтров, задерживающих пыль и другие частицы внутри пористого материала. Эти фильтры были разработаны для систем вентиляции особо чистых (медицинских) помещений, поскольку обычные пылевые фильтры не могли обеспечить требуемой чистоты воздуха. Позднее HEPA фильтры стали применяться в воздухоочистителях, пылесосах и другой бытовой технике. В общепринятой классификации (российский ГОСТ Р 51251-99 и европейские стандарты EN 779-93, EN 1822-98) HEPA фильтры обозначаются классами от H10 до H14. Полная классификация фильтров приведена в таблице.
Группа фильтров Класс фильтра Среднее значение эффективности Примечание Фильтры общего назначения Фильтры грубой очистки (предварительные фильтры) G1 менее 65% Эффективность определяется по синтетической пыли с крупными частицами (более 2 мкм). G2 от 65% до 80% G3 от 80% до 90% G4 свыше 90% Фильтры тонкой очистки F5 от 40% до 60% Эффективность определяется по атмосферной пыли, содержащей, в том числе, мелкие частицы (менее 1 мкм). F6 от 60% до 80% F7 от 80% до 90% F8 от 90% до 95% F9 свыше 95% Фильтры специального назначения Фильтры высокой эффективности (HEPA) Н10 85% Эффективность определяется по пыли с особо мелким частицам (ориентировочно от 0,1 до 0,5 мкм). Н11 95% Н12 99,5% Н13 99,95% Н14 99,995% Фильтры сверхвысокой эффективности (ULPA) U15 99,9995% U16 99,99995% U17 99,999995% К недостаткам HEPA фильтра можно отнести его высокую стоимость и невозможность восстановления (после загрязнения фильтр необходимо менять). А также заметное снижение защитных свойств HEPA фильтра по мере его загрязнения. После того, как фильтр отработает 20 — 25% своего срока службы, его эффективность снизится до 80% от первоначального значения. Кроме того, все механические фильтры хорошо впитывают запахи. Например, если очиститель с HEPA фильтром проработает некоторое время в сильно накуренном помещении, то использовать его в комнате «для некурящих» будет невозможно из-за специфического запаха.
Подробнее о принципах фильтрации воздуха и механических фильтрах можно прочитать в журнале «Арктический СНИП 2003 №2 (14)»
Угольные фильтры (или дезодорирующие фильтры) предназначены для поглощения вредных газовых примесей. Их основой является активированный уголь, который эффективно устраняют неприятные бытовые запахи и другие органические загрязнители, однако плохо задерживают легкие соединения (диоксид азота, угарный газ, формальдегид) которые как раз и являются одними из основных загрязнителей воздуха в городах. Угольные фильтры не поддаются восстановлению, поэтому их необходимо периодически менять (обычно каждые 4 — 5 месяцев), иначе они могут сами загрязнять воздух.
Цеолитные фильтры, как и угольные, являются адсорбционными фильтрами, удаляющими вредные газовые соединения и запахи. Цеолит — это особый пористый минерал, внутри которого содержится большое количество пустот и разветвленных каналов, на которые приходится до половины его объема. Подобное строение позволяет цеолиту эффективно поглощать молекулы разнообразных летучих соединений. В отличие от угольных фильтров, некоторые из цеолитных фильтров можно мыть водой, поэтому такие фильтры являются многоразовыми.
Иногда для нейтрализации поглощенных токсинов на поверхность цеолитных и угольных наносится катализатор (например, оксид титана) который под действие ультрафиолета способствует разложению вредных веществ на простейшие безопасные соединения (на таком же принципе работает и фотокаталитический фильтр). Для восстановления фильтра с катализатором достаточно поместить его на несколько часов под солнечные лучи.
Бактерицидные фильтры (васаби, катехиновые и другие) предназначены для нейтрализации болезнетворных микроорганизмов. Бактерицидные фильтры изготавливаются из натуральных веществ, которые получают из различных растений. Например, из васаби (разновидность хрена) получают вещество аллил изотиоцианат, давно известное в Японии своими противораковыми и антибактериальными свойствами. А вещество катехин получают их чайных листьев. Катехин обволакивает бактерии и вирусы, не давая им прикрепляться к клеткам, тем самым предотвращая заражение организма.
Отметим, что подобным антибактерицидным действием обладают фотокаталитические, электростатические и стримерные фильтры.
Электростатический фильтр способен задерживать самую мелкую пыль с размером частиц от 0.01 мкм, в том числе табачный дым и копоть. «Поймать» частицы такого размера с помощью механического устройства почти невозможно, поэтому в электростатических фильтрах на помощь приходит сила, которая притягивает электрические заряды противоположных знаков. Чтобы поймать мельчайшие частицы пыли их пропускают сквозь сильное электростатическое поле, где они ионизируют (т.е. приобретает электрический заряд), после чего пыль сама притягивается к пластинам, имеющим заряд противоположного знака.
Конструктивно электростатические фильтры могут быть выполнены различным образом, например, в очистителях Daikin такой фильтр представляет собой набор металлических пластин с проволокой, проходящей между ними. Между платинами и проволокой создается разность потенциалов в несколько киловольт. В результате пыль, которая находится в проходящем сквозь фильтр воздухе, ионизируется и оседает на пластинах.
В сильном электростатическом поле также происходит уничтожение вредных микроорганизмов и частичное разложение сложных органических веществ, поэтому электростатические фильтры могут очищать воздух от вирусов и бактерий, а также частично от газовых загрязнителей.
Электростатические фильтры не требую замены, и не имеют расходных материалов. При загрязнении металлических пластин их достаточно промыть теплой водой или протереть влажной губкой. Делать это необходимо осторожно, чтобы не повредить тонкую проволоку между платинами (в последних моделях очистителей Daikin пластины можно снимать отдельно от проволоки, поэтому мыть их просто и безопасно).
Электростатический фильтр иногда также называют ионизатором илиплазменным ионизатором, поскольку под действие сильного электростатического поля воздух ионизируется и переходит в состояние низкотемпературной плазмы. Первыми придумали такое коммерческое название для обычных электростатических фильтров маркетологи компании LG, которая стала устанавливать эти фильтры в кондиционеры. Также известным электростатическим фильтром является люстра Чижевского, только пыль у нее собирается не на металлических пластинах, а на окружающих предметах, потолке и стенах.
Обратите внимание, что высокое напряжение между элементами электростатического фильтра создает условия для образования озона — крайне агрессивного газа, который является сильным окислителем и весьма опасен для здоровья людей. Исправный очиститель, имеющий сертификат соответствия Ростеста не причинит вам вреда, однако поврежденный электростатический фильтр может генерировать озон в опасных количествах (при превышении предельно допустимой концентрации запах озона становиться хорошо заметен).
Стримерные фильтры появились в бытовых очистителях воздуха недавно, и первой моделью с таким фильтром стал воздухоочиститель Daikin MC 707.
Внутри стримерного фильтра, также как и у электростатического, расположен генератор высокого напряжения. Однако принцип его работы иной. Воздух в таких фильтрах очищается благодаря стримерному разряду, который возникает под действием сильного электрического поля. При стримерном разряде образуется поток быстрых электронов, обладающих высокой окисляющей способностью. Это позволяет разлагать даже такие токсичные соединения, как формальдегид или диоксид азота, которые почти не поддаются нейтрализации фильтрами других типов.
Фотокаталитический фильтр отличаются от других типов фильтров тем, что они не накапливает загрязнители, а разлагает их на безвредные вещества. Именно поэтому фотокаталитический фильтр никогда не станет источником загрязнения, каким может стать, например, HEPA или угольный фильтр, если его вовремя не заменить.
В фотокаталитических фильтрах используется ультрафиолетовая лампа, под действие излучения которой все загрязнители расщепляются на простейшие вещества в присутствии катализатора (оксида титана). Кроме этого УФ-излучение ионизирует воздух и убивает болезнетворные микроорганизмы. Таким образом, фотокаталитические фильтры очищают воздух от большинства вредных примесей, в том числе от вирусов и газовых загрязнений.
Еще одной особенностью фотокаталитических фильтров является то, что их эффективность не уменьшается в процессе работы.
Говоря о фильтрах, необходимо упомянуть, так называемый, водяной фильтрили «Мойку воздуха» . Точнее это даже не фильтр, а отдельный прибор. «Мойка воздуха» — это дисковый (барабанный) увлажнитель холодного типа. Благодаря особенностям конструкции такой увлажнитель может не только увлажнять воздух, но и задерживать частицы пыли, которые в этом воздухе находятся. В отличие от традиционных увлажнителей холодного типа, вместо фильтра-испарителя в «мойке воздуха» используются пластиковые диски (около 20 штук), которые с небольшим зазором собраны в барабан. Нижний край барабана погружен в воду. В процессе работы «мойки воздуха» барабан вращается вокруг своей оси, а вентилятор прогоняет воздух через зазоры между влажными дисками. В результате воздух увлажняется, а пыль оседает на дисках. Поскольку диски постоянно вращаются, то пыль не скапливается на них, а смывается в воду.
Схема увлажнителя «мойка воздуха» Boneco 2055D К «мойкам воздуха» также принято также относить холодные увлажнители помпового или ливневого типа. Такие «мойки воздуха» похожи на традиционные холодные увлажнители, поскольку тоже имеют фильтр-испаритель. С помощью небольшого насоса вода постоянным потоком подается к верхнему краю этого фильтра. Стекая вниз, вода увлажняет фильтр и очищает его от пыли. Заметим, что бытовые помповые «мойки воздуха» не пользуются спросом, поэтому в продаже их не найти.
Хотя «мойки воздуха» и называют увлажнители-очистители воздуха, понятно, что функция очистки — это лишь бесплатное приложение. В отличие от специализированных очистителей воздуха, степень очистки от пыли в «мойках воздуха» никак не нормируется.
Достоинством «моек воздуха» является отсутствие расходных материалов. В них нужно только периодически менять воду, не допуская развития в ней болезнетворных микроорганизмов. В некоторых моделях устанавливаются специальные ионизирующие серебряные стержни, которые выделяют в воду ионы серебра, убивающие бактерии и вирусы.