Как работает HEPA-фильтр и почему его следует использовать?

НЕРА-фильтры стали стандартной функцией очистителей воздуха, пылесосов и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и ценятся за способность улавливать чрезвычайно мелкие частицы в воздухе, которые пропускают обычные фильтры. Понимание того, как именно работают эти фильтры, что отличает их от стандартных фильтрующих материалов, а также того, как выбирать и поддерживать правильный фильтр, может помочь домашним хозяйствам и предприятиям принимать более обоснованные решения о качестве воздуха в помещении. В этом руководстве подробно описан механизм HEPA-фильтрации, а также представлены практические рекомендации по выбору и уходу за этими фильтрами.

Что делает фильтр официальным HEPA-рейтингом

Термин HEPA означает «высокоэффективный воздух с частицами», и чтобы законно носить этот знак, фильтр должен соответствовать определенному стандарту производительности. В Соединенных Штатах настоящий HEPA-фильтр должен улавливать не менее 99,97 процентов переносимых по воздуху частиц диаметром 0,3 микрона — диапазон размеров, выбранный потому, что он представляет собой наиболее трудный для улавливания размер частиц, который часто называют «наиболее проникающим размером частиц».

Этот стандарт означает, что частицы размером как больше, так и меньше 0,3 микрона фактически улавливаются с еще более высокой эффективностью, поскольку различные физические механизмы становятся более эффективными по мере того, как размер частиц увеличивается или уменьшается по мере удаления от этого критического порога. Продукты с маркировкой «тип HEPA» или «подобные HEPA» часто не соответствуют этому строгому стандарту, поэтому проверка наличия подлинной сертификации HEPA важна, когда качество воздуха является приоритетом.

Наука, лежащая в основе того, как фильтры HEPA улавливают частицы

В отличие от простых сетчатых сит, которые работают исключительно за счет блокирования частиц, размер которых превышает размер их пор, фильтры HEPA основаны на плотной, хаотично расположенной подложке из тонких волокон, обычно изготовленных из стекловолокна или синтетических полимерных материалов, которая улавливает частицы с помощью нескольких различных физических механизмов, работающих одновременно.

Перехват

Частицы среднего размера, движущиеся в воздушном потоке, подходят достаточно близко к волокну и сталкиваются с ним из-за своего физического размера, хотя они следовали за потоком воздуха, а не двигались непосредственно к волокну.

Воздействие

Более крупные и тяжелые частицы обладают достаточной инерцией, поэтому они не могут следовать по изогнутой траектории воздуха вокруг волокна, что приводит к их столкновению непосредственно с волокном и попаданию в ловушку.

Диффузия

Мельчайшие частицы, в том числе многие вирусы и мелкие частицы дыма, движутся по хаотичной, случайной схеме, известной как броуновское движение. Это непредсказуемое движение увеличивает вероятность того, что они в конечном итоге соприкоснутся и прилипнут к волокну, поэтому диффузия становится более эффективной по мере уменьшения размера частиц.

Эти три механизма работают вместе в плотной волокнистой структуре фильтра, поэтому фильтры HEPA остаются эффективными в таком широком диапазоне размеров частиц, а не только блокируют частицы, размер которых превышает определенный размер пор.

Что HEPA-фильтры могут и не могут удалить

HEPA-фильтры очень эффективны против широкого спектра переносимых по воздуху загрязнителей, но понимание их ограничений не менее важно для установления реалистичных ожиданий.

Поскольку HEPA-фильтры улавливают физические частицы, а не адсорбируют молекулы газа, они не удаляют запахи, запах дыма или химические пары самостоятельно. Многие очистители воздуха устраняют это ограничение, сочетая HEPA-фильтр со слоем активированного угля, который использует адсорбцию для улавливания газообразных соединений, которые проходят через сажевый фильтр без изменений.

Где обычно используются HEPA-фильтры

HEPA-фильтрация применяется в широком диапазоне условий, где контроль качества воздуха является приоритетом.

• Очистители воздуха для жилых помещений для лечения аллергии и астмы
• Пылесосы предназначены для предотвращения попадания мелкой пыли обратно в помещение.
• Больничные операционные и изоляторы
• Чистые помещения, используемые в электронике и фармацевтическом производстве.
• Коммерческие системы HVAC в офисных зданиях и школах

В медицинских и промышленных чистых помещениях фильтрация HEPA часто сочетается с фильтрами ULPA (воздух со сверхнизким проникновением) даже более высокого класса, когда требуется чрезвычайно строгий контроль загрязнения, хотя они имеют более высокое сопротивление воздушному потоку и стоимость.

Выбор правильного HEPA-фильтра для ваших нужд

Выбор подходящего HEPA-фильтра предполагает соответствие характеристик фильтра размеру помещения, требованиям к качеству воздуха и совместимости устройств.

Скорость доставки чистого воздуха (CADR)

Для очистителей воздуха рейтинг CADR указывает, насколько быстро устройство может фильтровать определенный объем воздуха от определенных загрязнений, таких как пыль, дым и пыльца. Соответствие CADR площади помещения гарантирует, что очиститель сможет эффективно циркулировать воздух несколько раз в час.

Настоящая маркировка HEPA и маркировка типа HEPA

Всегда проверяйте, что на продукте указан «True HEPA» или непосредственно указан стандарт 99,97 процента при размере частиц 0,3 микрона, поскольку фильтры «HEPA-типа» или «HEPA-подобные» не соответствуют одному и тому же сертифицированному уровню производительности и могут улавливать значительно меньше частиц.

Методы технического обслуживания, обеспечивающие эффективность HEPA-фильтров

HEPA-фильтры постепенно теряют эффективность, поскольку захваченные частицы накапливаются и ограничивают поток воздуха, поэтому для поддержания производительности необходима регулярная замена. Большинство производителей рекомендуют заменять HEPA-фильтры каждые шесть-двенадцать месяцев при нормальных бытовых условиях, хотя в домах с домашними животными, высоким уровнем воздействия пыльцы или курильщиками в семье может потребоваться более частая замена.

В отличие от некоторых других типов фильтров, настоящие HEPA-фильтры, как правило, нельзя мыть и использовать повторно, поскольку промывание может повредить нежную структуру волокон и навсегда снизить эффективность фильтрации. Проверка конкретных рекомендаций производителя по техническому обслуживанию перед попыткой очистки фильтра помогает избежать непреднамеренного снижения его эффективности. Понимая, как работает HEPA-фильтрация, и выбирая правильно рассчитанный, хорошо обслуживаемый фильтр, подходящий для предполагаемого помещения, домашние хозяйства и предприятия могут значительно улучшить качество воздуха в помещении и снизить воздействие распространенных переносимых по воздуху аллергенов и загрязняющих веществ.