Виробники побутової техніки активно впроваджують інноваційні розробки та технології в свою продукцію. Споживачам пропонуються більш досконалі рішення. Одним з популярних пристроїв серед фільтруючих приладів став фільтр HEPA. Він був винайдений в США в 40-х роках минулого століття - американські вчені працювали над створенням пристрою, здатного затримувати радіоактивні частинки на ядерних заводах. Зараз технічне рішення широко застосовується в різних галузях промисловості і в побуті.
Що таке HEPA-фільтр
Будь HEPA-фільтр - це високоефективний сучасний фільтруючий апарат. Основна функція полягає у видаленні з повітря дрібнодисперсних частинок, включаючи PM2, 5 і PM10 з діаметром менше 2, 5 і 10 мкм. Сама абревіатура HEPA - це скорочення від англійських слів High Efficiency Particulate Air або Absorption ( «високоефективна затримка часток»). HEPA не є маркою - це цілий клас повітряних фільтрів, який визначається національним і міжнародним стандартами.
Такий засіб утримання часток застосовується у виробництві вентиляційного обладнання, пилососів. Основна відмінність від інших аналогів полягає в тому, що для фільтрації частинок не обов'язково застрявати в волокнах. Якщо порошинка стосується фільтрувального матеріалу, то цього цілком вистачить для ефективного осадження - це пов'язано з адгезією, аутогезии (злипання).
Як виглядає
Часто фільтр представляють у вигляді сачка або рибальської мережі: якщо фільтрується об'єкт перевищує розмір осередку, то він застряє. Такий механізм називається ефектом сита, або по-англійськи - straining. Що стосується HEPA-фільтра, то його основою є хаотично розташовані волокна різної товщини в межах 0, 5-5 мкм. Відстань між волокнами одно 5-50 мкм. Діаметр дрібнодисперсних частинок коливається в межах декількох мікрон або навіть декількох часток мікрона. При цьому всі фільтри HEPA діляться на:
- Одноразові. Такі вироби складаються з паперу і скловолокна. Вони застосовуються у виробництві пилососів бюджетної категорії. Пропускна здатність частинок досягає 0, 3 мкм.
- Багаторазові. Вони виготовляються з фотопласта, який більш довговічний в порівнянні з папером. Такі фільтри можна мити. Ще їх називають Eptfe. Здатні затримувати забруднювачі розміром до 0, 06 мкм.
структура виготовлення
Що стосується структури, то вона виконана складанням в гармошку волокнистого матеріалу, розмір пір якого залежить від класу фільтра. Оцінка ефективності очищення повітря виражається в параметрах частинок, що виходять з приладу після проходження процесу фільтрації. Для виробництва застосовують папір, скловолокно або фотопласт. Волокна подаються у вигляді циліндрів, які розташовуються поперек повітряного потоку. Чим більше буде частка, тим більша ймовірність, що вона застрягне в волокнах.
HEPA-фільтр впливає на показник продуктивності агрегату. Чим менше площа кошти утримання часток, тим більше величина опору. Маленькі елементи забиваються пилом за короткий відрізок часу, що негативно позначається на продуктивності агрегату. При цьому вони збивають з місця найдрібніші пилинки, які можуть просочитися назовні.
Щоб збільшити площу HEPA, з фільтрованої матеріалу виготовляють «гармошку», яку надійно кріплять в жорстку раму. Частинки сміття розміром більше 1 мкм отрицатель впливають на ефективність системи очищення. Забитий сміттям HEPA-фільтр сприяє зниженню всмоктуючої сили агрегату, що призводить до перегріву електродвигуна. Для структури волокон актуальна і просочення антибактеріальними речовинами, що знищують осідають мікроорганізми, які стають без обробки розсадниками шкідливих бактерій і негативно впливають на здоров'я.
Де використовується фільтр тонкого очищення HEPA
Сьогодні в спеціалізованих магазинах можна знайти широкий асортимент побутової техніки, яка оснащена фільтром тонкого очищення HEPA. Правда, за рахунок його установки ціна обладнання підвищується, але це повністю виправдано ефективністю пристрої. Область застосування HEPA-фільтрів:
- Широко застосовується HEPA-фільтр в пилососі для очищення повітря, що виходить від пилу, він знаходиться всередині приладу. На дорогий техніці такого типу встановлюють фільтри HEPA E10, E11, E12, H13, H14, U15. Найпоширенішим варіантом є перший. Такі фільтри мають невеликі розміри, але розраховані на великий і швидкісний повітряний потік.
- Очищувачі повітря. Залежно від очищувача якість і розмір виробу змінюються. Фільтри високого очищення часто захищені від деформації міцним каркасом із пластику. Чим вище ефективність, тим більше HEPA-фільтр потребує надійного «броні». На якісних очисники часто встановлюють HEPA Е11. Щоб вони не деформувалося, воно повинно щільно прилягати до пластикового корпусу повітроочисника.
- Системи вентиляції. Припливні системи нерідко оснащуються фільтрацією, але в більшості випадків вони обмежуються тонким HEPA або префільтром. Нерідко використовується HEPA Е11, що затримує найдрібніші частинки забруднювачів, включаючи PM2, 5 і PM10.
HEPA допомагає практично повністю позбутися від надлишкової пилу, що піднімається в процесі прибирання квартири. Область його застосування широка, такий засіб утримання часток можна зустріти:
- в машинобудуванні;
- аерокосмічної промисловості;
- електронної промисловості;
- фармацевтичних та медичних установах;
- готелях;
- повсякденному житті для прибирання житла від пилу;
- на АЕС для очищення від радіоактивних аерозолів;
- на харчових підприємствах.
HEPA-фільтр для пилососа
Засіб утримання часток такого типу може використовуватися тільки в тих моделях пилососів, конструкція яких передбачається ефективну очистку потоку повітря від крупного сміття. Ефективність фільтрації в деяких пилососах може досягати 99, 95%. Фільтр тонкого очищення широко застосовується за рахунок відносно низької вартості, можливості швидкої заміни і високого ступеня очищення від механічних забруднень. Правда, домогтися 100-відсоткової чистоти в будинку не вийде. Часто в пилососах зустрічається комбінація HEPA-фільтра і тканинного або синтетичного мішка.
Класифікація за ступенем затримки пилу
Всі кошти тонкого очищення діляться на кілька класів у залежності від ступеня затримки дрібних частинок пилу, наприклад, фільтр HEPA 12, 13. У Російській Федерації вони регламентуються ГОСТом Р ЕН 1822-1-2010. Згідно з ним можна виділити, що одноразові паперові вироби відносяться до більш низького класу, ніж аналоги, виконані із фторопласта. Якщо ви помітили напис фільтр HEPA 13 або HEPA 10, то відразу ознайомтеся зі значеннями, наведеними в ніжепредставленной таблиці:
|
клас |
Відсоток затримки пилу (ефективність) |
|
E10 |
≥ 85 |
|
E11 |
≥ 95 |
|
E12 |
≥ 99, 5 |
|
H13 |
≥ 99, 95 |
|
H14 |
≥ 99, 995 |
|
U15 |
≥ 99, 9995 |
|
U16 |
≥ 99, 99995 |
|
U17 |
≥ 99, 999995 |
Ці пристрої діляться на класи за принципом локальної та інтегральної ефективності, тобто кількості пропущених частин в окремій області і в цілому. Щоб визначити клас очищення, фільтри випробовують мелкодісперснимі аерозолями, а виходить з них потік повітря досліджується на кількість частинок з самим проникаючим розміром 0, 1-0, 3 мкм. Правильніше розділяти вироби на EPA, HEPA, ULPA, але користувачі звикли називати фільтри HEPA, тому що такі системи очищення з'явилися раніше, ніж найменування остаточно розділилися.
Принцип роботи HEPA-фільтра
Такі пристрої призначені для затримки часток розміром не більше 1 мкм. Спеціальний вентилятор жене потік повітря, за рахунок чого на HEPA-фільтр сідають чужорідні частинки, включаючи такі алергени, як пилок рослин, спори грибів, пилові кліщі, шерсть тварин. Ефективність очищення залежить від товщини пристрою і діаметра волокна. Кращий ефект досягається в закритих приміщеннях, де повітря проходить через HEPA кілька разів.
Якщо матеріал, з якого виконано засіб очищення, має високу питому провідність, то волокна заряджаються в повітряному потоці. У такому випадку між частинками і волокнами з'являється сила електростатичного тяжіння - сила Кулона. Ефективність HEPA-фільтра від цього тільки зростає. Відстань між волокнами при осадженні мікрочастинок зменшується. Весь механізм очищення будується на трьох фізичних процесах:
- зачеплення;
- дифузії;
- інерції.
ефект зачеплення
Механізм зачеплення (англ. Interception) має найбільшого значення для осадження частинок, що мають максимальну проникаючу здатність. Під ними маються на увазі частки з «проміжним» розміром, для яких інерція недостатньо велика, а дифузія працює відносно слабко. Складно це з тим, що коливання їх траєкторії щодо лінії струму вже не такі сильні. Частка чіпляється за волокно, до неї чіпляється друга і т.д. При зачепленні під впливом статичної електрики відбувається прилипання до волокон як пилу, так і інших дрібних частинок.
Описаний механізм працює в разі, якщо частка наблизилася до поверхні волокна фільтруючого матеріалу на відстань рівне своєму радіусу. Такого торкання вистачить, щоб вона осіла. Ефективність механізму зачеплення залежить від розміру частинок. Чим вони більші, тим вище ймовірність, що вони торкнуться волокна. У цьому даний механізм схожий з ефектом сита.
ефект інерції
Механізм інерції (англ. Impact) найбільше діє на великі частинки розміром більше 0, 3 мкм, які за рахунок великого діаметра НЕ огинають волокна. Інерція визначає траєкторію руху і особливості поведінки великих частинок пилу. З огляду на велику вагу, вони рухаються прямолінійно (тому що не можуть швидко змінювати напрямок руху), в результаті чого стикаються з перешкодою і осаджуються на HEPA-фільтр. При високій потужності вони дробляться до розміру, потрібного для проникнення через пори фільтра.
ефект дифузії
Найменші частинки з діаметром менше 0, 1 мкм мають невеликою масою і постійно знаходяться в броунівському русі (хаотичному). Їх криволинейная траєкторія вагається щодо лінії струму повітря, в ході чого частка вибивається з потоку. Далі відбувається її зіткнення з мікроволокном і осадження на поверхні. Такий ефект називається дифузією (англ. Diffusion). Низька швидкість підвищує цей ефект, але знижує інерцію. Для відділення малих частинок потрібна низька швидкість, а великих - висока.
Як правильно використовувати
Особливе значення приділіть експлуатації HEPA, щоб фільтр тонкого очищення прослужив якомога довше. Такий пристрій здатне затримувати як невеликі, так і великі частинки пилу, пух і інші великі забруднювачі, але використовувати його так само стане марнотратством. Великі забруднювачі швидко заб'ють волокна і суттєво зменшать ефективність засобу. Оптимально доповнювати HEPA-фільтр Передфільтр або системою грубої очистки, яка затримуючи великі забруднювачі, продовжить ресурс роботи основного засобу.
В ході збирання згодом може з'явитися запах пилу, що виходить від відпрацьованого свій ресурс HEPA. Якщо нового пристрою під рукою немає, то виникне питання, як почистити старий. Вирішити завдання можна тільки з багаторазової моделлю, про що повідомить буква «W» у назві вироби. Що стосується одноразового змінного аналога, то мочити його не можна, тому що під впливом вологи він деформується, і рішення проблеми одне - заміна.
Одноразові фільтри з целюлози
Засоби тонкого очищення, виконані з паперу (целюлози) - це одноразові. Назва говорить сама за себе, тобто після закінчення терміну їх дії, вони викидаються. Намагатися промити або просто почистити такі HEPA не варто, тому що це призведе до їх деформації, зниження фільтруючих властивостей і появи на них цвілі. Непридатний до мийки фільтр можна спробувати очистити продувкою повітря, але цей спосіб малоефективний. Багато пилові мікрочастинки не тільки затримуються між волокон, а й чіпляються за них, і навіть повністю проникають всередину.
Частинки, які знаходяться в глибині фільтрувальної тканини, видути і зовсім неможливо. Очищення таким способом тим ефективніше, чим менше клас кошти. Наприклад, є сенс очищати продувкою HEPA11, але аналог 13-го класу піддається цим способом гірше. Краще замінити старий засіб на нове, робиться це в такий спосіб:
- скориставшись канцелярським ножем, позбудьтеся від забитого пилом HEPA-фільтра, на це піде близько 10 хвилин;
- виріжте за розміром контейнера новий витратний матеріал, помістіть на місце старого - вбудовуватися він повинен ідеально;
- для закріплення, якщо вважаєте за потрібне, можете залити контур клеєм або силіконовим герметиком.
багаторазові миються
Фільтр багаторазового використання, виконаний з волокон фторопласта, піддається очищенню, завдяки чому він довговічний. Промивають його під сильним напором холодної води без застосування щіток, побутової хімії та інших миючих засобів. Просушується він при кімнатній температурі - процедура обов'язкова, тому що вологий фільтр відмінне місце для розмноження бактерій, грибків. Багаторазове виріб має обмежений термін придатності, тому що пори згодом забиваються. Очисні властивості в такому випадку повністю втрачаються, в результаті з'являється неприємний запах.
Скільки працює вихідний фільтр HEPA
Використання такого засобу тонкої очистки особливо актуально під час прибирання в будинку, господарі якого курять тютюн, в готелях, офісах, ресторанах, після виконаного ремонту і т.д. Що стосується експлуатаційного терміну пристрою, то він залежить від конкретної моделі і догляду, тому дотримуйтеся рекомендацій виробника. Як тільки заявлений ресурс підійде до кінця, замініть пристрій. Якщо чищенні піддається дуже брудне повітря, то заміна відбувається частіше.
В середньому виробники рекомендують робити це раз в 1-3 року, але якщо домочадці страждають алергією або захворюваннями легенів, то заміна повинна проводитися в три рази частіше. Розпізнати, що HEPA-фільтр забруднений, можна за кількома ознаками. Перш за все, це зниження потужності всмоктування агрегату і його нагрівання. На необхідність заміни кошти вказує і запах пилу, який виходить з пристрою.
Що робити якщо фільтр забруднився
Якщо ваша захист від пилу забилася, то вам слід або спробувати очистити його (якщо це багаторазова модель) або замінити. Промивання проводиться під сильним напором холодної води без використання миючих засобів, інакше вони можуть порушити структуру фільтруючого елемента. Дуже важливо після цього просушити пристрій. Дешевий одноразовий варіант краще відразу замінити. При цьому майте на увазі, що навіть багаторазовий мішок HEPA рідко служить більше 2-х років, і навіть після ретельного промивання повністю видалити забруднення з нього не вийде.
Як вибрати пристрій з HEPA-фільтром
Вибір агрегату, оснащеного фільтром тонкого очищення, щоб він забезпечував належний рівень ефективності в домашніх умовах і не тільки, потрібно вести з урахуванням ряду критеріїв. Параметр ефективності залежить від:
- діаметра волокон;
- матеріалу їх виготовлення;
- щільності упаковки.
Щоб ступінь уловлювання мікрочастинок з повітряного потоку влаштовувала вас, зверніть увагу на ціну і такі критерії вибору:
- Розмір і площа фільтра. Чим більше HEPA за розміром і площі, тим більше частинок пилу він здатний затримувати. Маленькі моделі забиваються на порядок швидше і незабаром доведеться або ретельно почистити їх (багаторазовий варіант) або замінити (одноразовий варіант).
- Матеріал виготовлення. Більш довговічними є HEPA-фільтри, виконані із фторопласта, які можна мити. Одноразові засоби з паперу, скловолокна знайшли широке застосування у виробництві бюджетних пилососів завдяки низькій ціні. Чим тонше волокна матеріалу і щільніше вони упаковані, тим більше площа їхнього зіткнення з мікрочастинками і тим ефектніше осадження.
- Складки. Переконайтеся, що вони рівномірно розподілені по всьому фільтру. Не повинно бути плотнорасположенних і занадто частих складок, які стануть перешкодою на шляху проходження повітряного потоку.
- Клас очищення. Чим вище ця характеристика, тим більш крихким є фільтруючий матеріал. Часто з цієї причини HEPA-пристрої оснащуються пластиковим каркасом.
- Просочення протимікробну розчином. Краще зробити вибір на користь агрегату з HEPA-фільтром, який оброблений таким розчином. Його перевага полягає в тому, що він здатний перешкоджати розмноженню мікробів.
Якщо ви збираєтеся замовити змінне засіб тонкого очищення, то переконаєтеся, що виріб відповідає пилососа. Кожна компанія-виробник побутової техніки піклується про те, щоб HEPA до її пилососів купувалися тільки у неї. Тобто засіб тонкого очищення Samsung підійде тільки до агрегату цієї марки. Додатково огляньте поверхню змінного пристрою, на якій не повинно бути ніяких пошкоджень. При необхідності ви можете зробити HEPA-фільтр своїми руками, але краще сильно не економити і купити заводський виріб.
Небезпека застосування фільтра тонкої очистки повітря
HEPA имеет существенный недостаток – устройство может представлять угрозу для человеческого здоровья. Цена фильтрующих элементов нередко неоправданным образом завышена как производителями, так и продавцами, в связи с чем потребители стараются экономить. В результате этого они нарушают нормы и эксплуатационные сроки. Они забывают, что чистка HEPA решает проблему частично, а неправильная мойка приводит к следующему: застрявшие в волокнах частички органического происхождения способствуют развитию на фильтрующей ткани опасных плесневых грибов.
При размножении грибка происходит выброс в окружающее пространство спор. Они подхватываются воздушным потоком и быстро разносятся по комнатам, находя новый субстрат для поселения и развития. Часто им становится сам человек. Опасность плесневых грибов заключается в том, что могут способствовать формированию и развитию раковых заболеваний, всевозможных аллергий. Если агрегат с HEPA применяется крайне редко, то опасность вырастает в разы, ведь поверхность с размножающимися грибами не подвергается никакому воздействию.