Воздухоочистители. Описание, возможности, типы и выбор воздухоочистителя

Доброго времени суток уважаемые посетители проекта «Добро ЕСТЬ!», раздела «Техника»!

В сегодняшней я хочу поделиться с вами информацией о еще одном замечательном устройстве, призванным улучшить домашнюю микрофлору — воздухоочистителе. Не знаю, насколько он актуален в дальних от городов и трасс селах, т.к. у самого есть такое село, в котором от количества и чистоты воздуха голова начинает кружится, но для города самое то. Итак…

Воздухоочиститель (англ. Air cleaner) – устройство, предназначенное для очистки воздуха.

Почему необходимо очищать воздух в помещении?

Основными причинами загрязнения воздуха в помещении являются:

— Химические вещества, попавшие в помещение. Само здание и его обстановка выделяют опасные для здоровья вещества. Более 100 химических соединений может одновременно присутствовать в воздухе жилых помещений, офисах. В том числе аэрозоли свинца, кадмия, ртути, меди, цинка, фенола, формальдегида, в концентрациях, зачастую превышающих ПДК в несколько раз;

— Ядовитые испарения и частицы от моющих и чистящих средств, которые используются в быту. Причем их концентрация в 1000 раз выше, чем в открытом воздухе;

— Бактерии, вирусы, споры грибков и плесени;

— Пыль, частички которой менее 10мкм, невидима для глаза, практически не осаждается и постоянно висит в воздухе. Пылевые клещи и продукты их жизнедеятельности, являющиеся сильнейшим аллергеном;

— Продукты жизнедеятельности человека (150 видов химических веществ), домашних животных;

— Табачный дым и 3600 химических веществ из него;

В помещении, в котором воздух не очищается, в одном литре воздуха содержится до 300 тысяч пылинок размером 0,5 микрона. Из них лишь 75-80 тысяч возвращаются в окружающую среду с выдохом. А более 200 тысяч остаются до поры до времени в организме человека, а точнее — в его бронхах и бронхиолах! Учитывая, что объем вдоха составляет около 1,5-2 литров воздуха, несложно подсчитать, что всякий раз, когда мы делаем вдох, в нашей дыхательной системе остается около 400 тысяч мельчайших частиц пыли и аэрозоля. А ведь каждый человек ежедневно через свои легкие пропускает примерно 7-9 тысяч литров воздуха в спокойном состоянии и в 6-8 раз больше во время активной физической деятельности. Следовательно, наша дыхательная система должна как-то «переработать» более 30 миллионов частиц пыли и аэрозоля. Еще раз напомним, что в состав загрязненного воздуха входят сажа и копоть, пыльцевые зерна и споры грибков, бактерии и микробы, в том числе и болезнетворные, огромный перечень вредных химических веществ и, наконец, домашняя пыль. Каждый вид этих частиц пыли и аэрозоля способен выступить в качестве аллергена. Даже, если эти частицы инертны, то есть не вызывают токсического эффекта (слизистую бронха они раздражают чисто механически), они остаются там надолго. Хорошо известно, что у шахтеров, у заядлых курильщиков легкие интенсивно окрашены в черный цвет. Но черного пигмента в легких хватает у каждого городского жителя, даже если он никогда не спускался в шахту и никогда не курил.

Разве это то, чем мы хотим дышать? Но если мы привыкли более внимательно относиться к тому, что употребляем в пищу, то состав воздушной среды практически вне нашего контроля.

Не будем уповать на статистику, она очень удручающая: бурный рост числа легочных заболеваний, аллергии, снижение иммунитета, стремительный рост смертей от рака легкого, хронического бронхита, астмы.

«Болезнью нашего времени» можно назвать аллергию. Для возникновения и дальнейшего развития аллергии, как известно, огромное значение имеет неблагоприятная окружающая среда. И если на экологию в глобальном смысле мы, к сожалению, не можем существенно повлиять, то экологию своего жилья мы можем и должны контролировать путем активного выявления провоцирующих факторов и их устранения.

В первую очередь это касается домашней пыли — самого распространенного и внесезонного аллергена, вызывающего так называемую респираторную (дыхательную) аллергию, которая характеризуется чиханием, выделениями из носа (аллергическим насморком), кашлем, раздражением глаз и слезотечением (аллергический конъюнктивит), удушьем. В воздухе, которым мы дышим, находятся микроскопический пылевой клещ и его экскременты. Они являются источниками сильных аллергических реакций. В 12 г пыли живет около 42 тысяч пылевых клещей. Насчитывается около 15 разновидностей этих «монстров».

По заключениям экспертов Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха в жилых помещениях является опасным фактором риска для здоровья человека. Воздух здесь в 4-6 раз грязнее наружного и 8-10 раз токсичнее. Результаты очень печальны.

Поэтому лучше защитить себя сейчас, чем страдать в дальнейшем от последствий…

Принцип работы воздухоочистителя

Принцип работы большинства воздухоочистителей заключается в использовании стандартного механизма фильтрации (т.е. в осаждении присутствующих в воздухе загрязняющих веществ (частиц) на специальных фильтрах), часть воздухоочистителей (с фотокаталитическим фильтром) способна окислять и расщеплять на молекулярном уровне загрязняющие вещества до безвредных составляющих.

Конструктивное решение воздухоочистителя определяется характером загрязнений, требуемой чистотой воздуха, площадью и во многом зависит от типа применяемых фильтров.

Типовой воздухоочиститель состоит из вентилятора и набора фильтров (обычно в воздухоочиститель включено несколько типов фильтров, за счет чего достигается более высокая степень очистки воздуха) собранных в едином корпусе.

Типы воздухоочистителей

В настоящее время в автономных воздухоочистителях бытового и офисного назначения применяются следующие типы фильтров:

• Фильтры предварительной очистки (механические фильтры)

Фильтры предварительной очистки (механические фильтры) — самые простые фильтры, применяемые в воздухоочистителях. Они состоят из обычной мелкой сетки и используются в качестве фильтров предварительной очистки. Предназначены для удаления крупных пылевых частиц, шерсти животных. Такие фильтры устанавливаются практически на всем климатическом оборудовании и защищают от пыли не только людей, но и внутренности самих приборов. Являясь предварительным фильтром, защищает последующие фильтрующие элементы (угольные, НЕРА — фильтры) от преждевременного износа.

Большинство фильтров предварительной очистки устраняют частички размером 5-10 микрон. Несмотря на то, что процентное соотношение частичек размером от 5 микрон по отношению в общей массе пыли находящихся в воздухе мало, он играет очень важную роль, поскольку если в системе не используется фильтр предварительной очистки, или он не достаточно эффективно удаляет частицы, это может привести к преждевременному износу активированного угольного или НЕРА фильтра, смена последнего достаточно дорогое удовольствие.

Предварительные сетчатые фильтры являются многоразовыми — для очистки от пыли их достаточно пропылесосить или промыть в теплой воде.

• Электростатические (ионизирующие) фильтры

Принцип действия электростатических фильтров, основан на притяжении электрических зарядов разной полярности. Загрязненный воздух проходит через ионизационную камеру, в которой частицы загрязнения приобретают положительный заряд, после чего они оседают на отрицательно заряженных пластинах. Для очистки такого фильтра (пластин) достаточно промыть его мыльной водой.

Электростатические фильтры хорошо очищают воздух от пыли и копоти. При этом методе возможно достижение эффективности фильтрации, удовлетворяющей и даже превосходящей известный стандарт HEPA. Кроме того, фильтры, использующие данную технологию, допускают многократную прочистку фильтра, что, разумеется положительно сказывается на стоимости эксплуатации прибора.

Воздухоочистители, оснащенные подобными электростатическими фильтрами, часто комплектуются в комбинации с HEPA, угольными фильтрами.

.

• Водяные фильтры

Водяные фильтры используются как правило в климатических комплексах, «мойках воздуха».

Принцип работы довольно прост и в тоже время весьма эффективен: воздух забирается вентилятором — частицы пыли получают определенный заряд (методика используемая в электростатических фильтрах) и подаются на увлажняющие диски, которые имеют противоположный заряд, пыль притягивается к смоченным дискам, оседает на них и смывается в поддон.

Основное преимущество таких фильтров — не требуются сменные фильтры, которые необходимо чистить, а по мере использования и заменять. Соответственно и нет дополнительных эксплуатационных расходов.

Для большей эффективности очистки в некоторых очистителях воздуха используются дополнительно HEPA фильтр в комбинации с водяным фильтром.

• Угольные (адсорбционные) фильтры

Главное предназначение угольных фильтров – физически поглощать молекулы газа своими порами. Активированные угольные фильтры лучше других устраняют летучие и полулетучие органические соединения с довольно большой молекулярной массой. Количество фильтрующего материала угольного фильтра является одной из важных определяющих его эффективности. Очевидно, что чем больше микропор содержится в угле, тем больше газа и запахов можно устранить, и тем дольше время работы фильтра, перед тем как его поры переполнятся, и фильтр необходимо будет заменить. Также важно, чтобы кроме угольных фильтров воздухоочистители оснащались фильтрами механической (предварительной очистки — пылепоглащающими). Если фильтр предварительной очистки не достаточно эффективно задерживает макрочастички, они будут накапливаться в микропорах угольного фильтра. Следовательно, это приведет к преждевременному насыщению активированного угля и износу фильтра.

Форма фильтра также является важным фактором, определяющим эффективность потока воздуха. Угольный фильтр с мелкодисперсным активированным углем является причиной большого сопротивления потока воздуха. Если фильтр состоит из гранул большего размера, это облегчит движение воздуха сквозь фильтр.

При гофрированной форме фильтра, увеличивается фильтрующая поверхность угля, что в свою очередь увеличивает эффективность устранения газов (чем больше поверхность, тем больше эффективность поглощения).

Однако эти фильтры не очень эффективны при использовании в среде с высокой влажностью. Также активированный уголь не эффективен для удаления газов с более низкой молекулярной массой, таких как формальдегид, сернистый ангидрид и диоксид азота. Для их устранения необходимо использовать добавки, изготовленные из хемосорбентов, которые способны химически устранять эти газы.

Хемосорбенты вступая в реакцию с молекулой воды, находящейся в воздухе, и молекулой газа химически их разлагают на безвредные вещества, такие как диоксид углерода. Этот процесс называется химическим поглощением. К типичным хемосорбентам относятся оксид алюминия, силикат алюминия и перманганат калия.

Таким образом, воздухоочистители, в которых используются только угольные фильтры, являются не столь эффективными для очистки воздуха городских помещений. Поэтому в воздухоочистителях они используются в комбинации с другими фильтрами (HEPA, электростатическими, фотокаталитическими фильтрами).

Следует обратить внимание на тот факт что менять угольный фильтр нужно в обязательном порядке раз в 4-6 месяцев , поскольку по мере накопления токсинов и пыли сам фильтр может стать источником загрязнения (в какой-то момент «выбросить» часть из накопившегося за несколько месяцев). Такое может произойти при несвоевременной смене фильтра.

.

• Фильтры НЕРА (фильтры тонкой механической очистки)

Фильтры тонкой очистки воздуха – HEPA (High Efficiency Particulate Arresting — высокоэффективная задержка частиц) представляет собой пылевой воздушный фильтр высокой эффективности.

Фильтры HEPA во многих воздухоочистителях являются основным фильтрующим элементом.

Принцип работы HEPA фильтров достаточно прост: воздух вентилятором прогоняется через фильтр и тем самым освобождается от частиц пыли. HEPA-фильтр задерживает более 99% всех частиц размерами от 0,3 мкм и больше. Большинство аллергенов (пыльца, споры грибов, шерсть и перхоть животных, аллергены клещей домашней пыли, др.) имеют размеры более 1 мкм, поэтому HEPA-фильтры используются в пылесосах или очистителях воздуха, которые рекомендуется использовать аллергическим больным при доказанной роли респираторной аллергии в течение заболевания.

Высказывание Питера М. Ротмана, доктора медицины, Форт Уэйн — по поводу очистки НЕРА фильтрами: «Портативные воздухоочистители на основе фильтров HEPA, несомненно, являются необходимым средством для борьбы со всеми видами пылевого клеща, спорами плесени и шерсти животных. Фильтры HEPA работают наилучшим образом в закрытых помещениях, в которых они могут многократно обрабатывать и очищать воздух от аллергенов.»

Согласно принятой международной классификации существует 5 классов HEPA фильтров: Н10, Н11, Н12, Н13 и Н14. Чем выше класс, тем лучше качество фильтрации воздуха – так, фильтры HEPA Н13 (или TRUE HEPA по классификации американской компании HONEYWELL, США) способны задерживать частицы размером до 0,3 мкм с эффективностью до 99,975%.

Чем больше квадратных футов занимает фильтрующий материал НЕРА фильтра в вашем воздухоочистителе, тем больше частичек он сможет задержать, перед тем как переполниться. Также, чем больше размер фильтра, тем больше количество задерживаемых частиц при каждом прохождении через фильтр. Тип используемого материала и дизайн являются важными определяющими качества НЕРА фильтра. Гофрировка НЕРА фильтра должна быть сплошной для обеспечения одинаковой эффективности фильтрации. Если складки прилегают слишком плотно друг к другу, это ограничивает движение воздуха и приводит к снижению воздухопроходимости. В некоторых НЕРА фильтрах вместо бумаги используются синтетические материалы. Однако тонкая бумага является наилучшим материалом, эффективно задерживающим большое количество микроскопических частичек и не сильно ограничивающим воздушный поток. Так как НЕРА фильтры высшего качества чрезвычайно хрупкие и их легко повредить, ведущие компании производители воздухоочистителей устанавливают фильтры таким образом, чтобы защитить материал НЕРА фильтров. Кроме того, поверхность фильтров представляет очень удобный «плацдарм» для микроорганизмов, поэтому производители дополнительно пропитывают их специальным химическим составом, угнетающим жизнедеятельность бактерий (обязательно поинтересуйтесь, предусмотрена ли такая пропитка в выбранном вами фильтре).

HEPA — фильтры изначально разрабатывались для оборудования систем вентиляции в медицинских учреждениях и помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха; технология широко распространена на Западе, используется в промышленных и бытовых воздухоочистителях.

.

НЕРА-фильтры применяются в следующих областях:

— в домах, гостиницах, офисах, где чистый воздух особенно необходим для обеспечения здоровья человека;

— в здравоохранении для создания стерильной среды;

— в микробиологической и фармацевтической промышленности для создания стерильных зон на производствах лекарственных препаратов и изделий;

— в электронной промышленности для создания чистых производственных помещений высокого (1,10 и 100 по стандарту США F 209D) класса чистоты;

— в точном машиностроении и аэрокосмической промышленности;

— в химической промышленности для получения обеспыленной атмосферы на производствах кино- и фотоматериалов;

— в атомной промышленности для очистки воздуха от радиоактивных аэрозолей;

— в пищевой промышленности на предприятиях по производству мясных и молочных продуктов детского питания.

Еще более совершенными по сравнению с НЕРА, являются фильтры UPLA (Ultra Low Penetrating Air), способные улавливать до 99,999% частиц диаметром свыше 0,1 мкм. Такие фильтры по принципу действия не отличаются от моделей HEPA. На Украинском и Российском рынке встречаются редко.

.

• Фотокаталитические фильтры

Фильтры данного типа – новинка в области очистки воздуха и являются одними из лучших на сегодняшний день.

Сущность метода очистки воздуха состоит в разложении и окислении токсичных примесей на поверхности фотокатализатора под действием ультрафиолетового излучения. Реакции протекают при комнатной температуре, при этом органические примеси не накапливаются, а разрушаются до безвредных компонентов (вода и углекислый газ), причем фотокаталитическое окисление одинаково эффективно по отношению к токсинам, вирусам или бактериям – результат один и тот же. Большинство запахов вызываются органическими соединениями, которые также полностью разлагаются очистителем и поэтому исчезают.

В настоящее время этот тип очистителей представлен не очень широко. Из наиболее популярных, потребителям предлагаются фотокаталитические очистители воздуха японского концерна DAIKIN (модели: Siesta ACEF3AV1, MC401VE, MC704AVM, DAIKIN MC 707VM new) и фотокаталитический очиститель воздуха с функцией увлажнения AirComfort 3SK-AC0304.

За счет мощного окисления применяемого в фотокаталитических фильтрах DAIKIN — эффективность очистки по удалению бактерий, вирусов и микрочастиц имеет очень высокий показатель: 99,99%.
Дезодорация воздуха (устранение запахов) так же на очень высоком уровне — через одну минуту работы фильтра удаляется 85% сигаретного дыма, аммиака, ацетальдегида и др. токсичных газов.
Все это благодаря способности диоксида титана (фотокатализатора) под действием ультрафиолетового света расщеплять на молекулярном уровне неприятные запахи до безвредных составляющих.

Выбор воздухоочистителя

При выборе воздухоочистителя, важно определить:

1) Качество очистки воздухоочистителя — насколько качественная очистка воздуха необходима, все зависит от серьезности проблемы качества воздуха, которую вы пытаетесь решить. Одно дело очистка от сигаретного дыма в офисе и совсем другое очистка воздуха от аллергенов, для людей страдающих аллергией или астмой.

Если речь идет об аллергии, то чем серьезнее проблема, тем чище должен быть окружающий воздух. Человек с более легкой формой аллергии может чувствовать себя комфортно при использовании более дешевого воздухоочистителя; в то время как для другого человека, страдающего более сильной аллергией, такая система очистки воздуха покажется совсем неэффективной (потребуется более качественный и соответственно более дорогой воздухоочиститель).

Наиболее качественную фильтрацию производят воздухоочистители имеющие в своем составе фильтр HEPA или фотокаталитический фильтр. Такие воздухоочистители рекомендованы для использования астматиков и аллергиков.

Для оценки эффективности работы воздухоочистителей существует такое понятие как коэффициент подачи чистого воздуха (Clean Air Delivery Rate — CADR) равный произведению количества воздухообменов на эффективность фильтра и обозначающий количество чистого воздуха, подаваемого воздухоочистителем в комнату. Чем выше CADR, тем более чистый воздух производит воздухоочиститель, и тем более эффективно он работает.

Воздухоочиститель, имеющий степень очистки 99,9%, но небольшую скорость потока воздуха (небольшую производительность для какого-то выбранного помещения), то есть не успевающий «прокачивать» через себя достаточное количество воздуха, не будет эффективным. Точно так же, воздухоочиститель, имеющий высокую скорость потока воздуха, но плохую степень фильтрации, большой пользы не принесет.

2) Производительность воздухоочистителя — размер помещения является важным фактором при выборе воздухоочистителя. Рекомендуется при подборе воздухоочистителя рассчитывать его производительность (м³/час) таким образом, чтобы он на максимальной скорости весь объем воздуха в помещении мог пропустить через себя за один час — три раза.

3) Шумность работы — так как воздухоочистители должны работать все время, пока человек находится в помещении, особенно ночью, шумность его работы является не последним фактором, влияющим на выбор модели. К сожалению, не все производители в составе технических характеристик своих приборов указывают уровень шума. Так что этот параметр сравнения во многом субъективен. Но, чем больше площадь фильтра, тем, как показывает опыт, шумность прибора ниже. Это связано с тем, что для прохождения воздуха через отверстие большого размера, при той же производительности, скорость воздуха будет меньше. Многие воздухоочистители имеют несколько скоростных режимов работы. При чем, основным и постоянным для них всегда является самый низкий и, следовательно, самый тихий. Повышенные режимы используются обычно при кратковременной сильной запыленности помещения (после уборки, после бурных игр детей и т.п.).

Местоположение воздухоочистителя в помещении, не сильно влияет на качество очистки воздуха. Лучшим местом расположения является центр комнаты, но если вы разместите очиститель в углу, он так же эффективно очистит воздух, главное при этом обеспечить свободный доступ воздуха к его заборным и выпускным отверстиям и желательно не ставить воздухоочиститель на пол, поскольку крупные (тяжелые) частицы пыли, мех. примеси могут быстро «забивать» дорогостоящие фильтры тонкой очистки.

Обсудить воздухоочистители на форуме