Ce este un filtru HEPA și cum funcționează?

Termenul „filtru HEPA” poate fi confuz. Ce înseamnă HEPA? Din ce este fabricat un filtru HEPA și ce îl face de fapt un filtru HEPA?

Ce este un filtru HEPA?

„HEPA” înseamnă „aer de particule de înaltă eficiență” (filtru). Sună complicat, dar filtrele de aer HEPA nu sunt deloc de lux. Au fost inventate în anii 1940, când oamenii de știință dezvoltau bomba atomică și sunt doar un strat de fibre aliniate aleatoriu, realizate fie din sticlă, fie din materiale sintetice. Materialul sintetic folosit în filtrul de aer este similar cu cel folosit în tricourile cu uscare rapidă. Pe de altă parte, filtrele de aer din fibră de sticlă sunt fabricate din sticlă - asta înseamnă lucruri precum silice, alumină, oxid de calciu, oxid de bor, oxid de magneziu, oxid de sodiu. Ceea ce este important la filtrele de aer HEPA este că sunt incredibil de eficiente la captarea aproape orice dimensiune de particule. Pot captura viruși, bacterii, polen, PM2,5, alergeni și multe altele. Filtrele de aer HEPA sunt cea mai importantă componentă a oricărui purificator de aer. Pentru a vedea cum arată stratul de fibre aliniat aleatoriu, iată un prim-plan al filtrului HEPA pe care purificatoarele Airmax il au  și apoi o vedere la nivel nano cu ajutorul unui microscop. Prim-plan al filtrului Smart Air HEPA Vedere microscopică a filtrului HEPA

Ce face un filtru un filtru HEPA?

Bine, deci dacă filtrele HEPA au fost inventate în anii 1940 și nu sunt deloc de lux, atunci ce face orice filtru vechi un filtru HEPA? Se pare că folosirea termenului „HEPA” are un set strict de cerințe . În Europa, filtrele HEPA trebuie să elimine 99,95% (ISO) din particule. În SUA, trebuie să elimine 99,97% din particule.

Standard	Rata de filtrare a MPPS
ISO / European (ISO29463 / EN 1822)	≥ 99,95%
Standard SUA (MIL-STD-282)	≥ 99,97%

Când se respectă normele ISO sau europene, filtrele care captează ≥85% din particule, dar mai puțin de 99,95% sunt numite „filtre EPA” sau „filtru de aer eficient pentru particule”. Aceste filtre de aer nu îndeplinesc cerințele de filtrare pentru a fi considerate „filtru de aer HEPA”.

Pe de altă parte, filtrele care depășesc cerințele unui „filtru de aer HEPA” și captează mai mult de 99,999% din particule se numesc „filtre ULPA” sau „filtru de aer cu penetrare ultra joasă”.

Desemnare	Rata de filtrare
EPA (filtru eficient de particule de aer)	85% – 99,95%
HEPA (filtru de aer de particule de înaltă eficiență)	99,95% – 99,999%
ULPA (filtru de aer cu penetrare ultra joasă)	≥99,999%

Bine, dar ce înseamnă „particule”? Toate particulele? O anumită dimensiune a particulelor? Se pare că HEPA-urile sunt testate împotriva „mărimii particulelor cele mai penetrante” (MPPS) – mai multe despre asta într-un pic.

Cum funcționează filtrele HEPA? 

Răspunsul la această întrebare este cel mai fascinant lucru despre filtrele HEPA. Cei mai mulți dintre noi ar putea începe să se gândească că filtrele HEPA funcționează ca un miciog, așa.

Dacă o particulă este mai mică decât găurile din plasă, trece. Are sens!

Filtru HEPA Metoda 1: Particule mari

Această intuiție este adevărată pentru particulele mari. Prin „mare”, vorbim de obicei mai mare de 10 microni. Pentru comparație, un păr uman are aproximativ 50 de microni lățime. Deci 10 microni sunt de fapt destul de mici.

Dar aceste particule „mari” zboară într-un filtru HEPA, sunt prea mari pentru a trece, așa că se blochează. Oamenii de știință au un nume pentru asta. Când particulele se blochează între două fibre, ei îl numesc „încordare”.

Filtrul HEPA Metoda 2: Particule mai mici

Ce se întâmplă cu particulele mai mici de 10 microni? Să ne uităm la următorul interval de dimensiuni în jos: 0,3 – 1 microni. Vorbim despre dimensiunea unei bacterii. Particulele de această dimensiune se pot încadra între golurile din filtru. Dar au o problemă. Vor încerca să urmărească aerul din jurul unei fibre cu filtru HEPA, dar sunt puțin grele. Așa că unii dintre ei nu se mișcă suficient de repede și ajung astfel să se blocheze. Oamenii de știință numesc acest lucru „interceptare”.

Filtrul HEPA Metoda 2: Particule mai mici

Ce se întâmplă cu particulele mai mici de 10 microni? Să ne uităm la următorul interval de dimensiuni în jos: 0,3 – 1 microni. Vorbim despre dimensiunea unei bacterii.

Particulele de această dimensiune se pot încadra între golurile din filtru. Dar au o problemă. Vor încerca să urmărească aerul din jurul unei fibre cu filtru HEPA, dar sunt puțin grele. Așa că unii dintre ei nu se mișcă suficient de repede și ajung astfel să se blocheze. Oamenii de știință numesc acest lucru „interceptare”.

Filtrul HEPA Metoda 3: Particule foarte mici

OK, deci trec particulele sub acea dimensiune? Pentru particulele cu adevărat mici (mai puțin de 0,3 microni), știința devine mai ciudată. Aceste particule atât de mici au o masă atât de mică încât sunt de fapt săriți ca un pinball atunci când lovesc molecule de gaz (aceasta se numește mișcare browniană ). Deci se mișcă în modele aleatoare în zig-zag.

Aceste particule sunt atât de mici încât ar putea trece cu ușurință prin filtrele HEPA. Dar din păcate (pentru libertatea lor) și din fericire (pentru plămânii noștri), ele nu zboară în linii drepte. Pentru că zboară în zig-zag, ajung să lovească fibrele și să se blocheze. Oamenii de știință numesc asta difuzie.

Iată cum funcționează toate cele trei mecanisme de captură:

Și iată cum funcționează cele trei mecanice diferite pentru diferite dimensiuni ale particulelor. Încordarea și impactul captează particulele mari; interceptarea captează particulele medii, iar difuzia captează cele mai mici particule.

Care este cea mai penetrantă dimensiune a particulelor pentru un filtru de aer HEPA?

Deci, cu cât particulele sunt mai mari, cu atât un filtru HEPA filtrează mai bine particulele? Nu asa de repede! Ați observat scăderea în ultimul grafic? Acest lucru se întâmplă deoarece difuzia funcționează foarte bine sub aproximativ 0,3 microni.

Acolo unde cele două mecanice se intersectează este cea mai greu dimensiune a particulei de captat. Acest lucru se datorează faptului că nu este chiar atât de mic pentru ca difuzia să-și dezvolte puterea maximă și nu este suficient de mare pentru ca forțarea să funcționeze pe deplin. Numiți-o „punctul slab” al filtrelor HEPA. Această scădere în grafic se numește dimensiunea particulei cea mai penetrantă.

Scăderea în grafic are loc cel mai frecvent în jurul semnului de 0,3 microni, motiv pentru care oamenii menționează 0,3 microni tot timpul.

Filtrele HEPA pot capta nanoparticule

Vedeți cum urcă linia în stânga declinului în grafic.

Aceasta este mișcarea browniană și difuzia în acțiune. Difuzia este incredibil de eficientă în capturarea nanoparticulelor. Asta înseamnă că filtrele HEPA sunt, de asemenea, incredibil de eficiente în capturarea nanoparticulelor.

Filtrele HEPA pot capta și gazele și COV?

Deoarece filtrele HEPA sunt atât de bune la captarea nanoparticulelor, este rezonabil să ne gândim că ar putea capta și COV și gaze. Din păcate, nu este cazul. Deoarece gazele nu sunt particule, ele se mișcă și se comportă diferit în aer. Pentru a capta COV și gaze, veți avea nevoie de un filtru de carbon pentru asta.

Pot curăța un filtru HEPA?

Nu este recomandată curățarea filtrelor HEPA cu apă, sau aspirarea sau lovirea lor, deoarece poate deteriora fibrele filtrelor HEPA.

HEPA în comparație cu alternativele

HEPA este standardul internațional de aur pentru filtrarea particulelor. Studiile au arătat pericolele ionizatorilor, deoarece creează poluare a aerului. Deoarece (1) majoritatea ionizatoarelor sunt prea slabe pentru a avea un efect, (2) produc ozon dăunător, PM2,5, gaze COV dăunătoare și formaldehidă (3) elimină ionii negativi care fac ca particulele să se lipească de suprafețele din casa ta, mai degrabă decât să le îndepărteze efectiv. Cele mai multe dintre marile companii de purificare a aerului folosesc ionizatoare în purificatoarele lor de aer, inclusiv Xiaomi, Blueair , Levoit și multe altele. Motivul este: este o modalitate ieftină de a obține un impuls în CADR (metric care măsoară eficiența purificatorului de aer), deoarece un ionizator ieftin poate îmbunătăți ușor eficiența filtrului HEPA. Din păcate, în cea mai mare parte a timpului utilizatorul nu știe că este utilizat un ionizator și nu știe posibilele efecte dăunătoare.