Фильтр тонкой очистки hepa что это такое

Что такое НЕРА фильтр для пылесоса?

Современные пылесосы оснащены многоуровневой системой фильтрации. Это во многом улучшает качество приборки. Для тонкой очистки воздуха используется НЕРА-фильтр, он стоит на последнем рубеже между пылью и окружающей средой. Это эффективный элемент. Аббревиатура НЕРА расшифровывается как High Efficiency Particulate Absorption, что на английском языке означает «высокоэффективная задержка пыли». Производители современных качественных пылесосов используют технологии, в которых предусмотрены разные системы фильтрации воздуха. В этой статье описаны принцип действия НЕРА-фильтра, его главное назначение, разновидности и инструкции по правильной эксплуатации.

Возможности hepa-фильтров

Качественный пылесос должен иметь такую систему очистки. Для создания наименьшего сопротивления потокам воздуха в распоряжении устройства должна быть наибольшая фильтрованная площадь. Чтобы достичь такого результата, его делают из материала, который можно сложить гармошкой и вклеить в рамку самого большого размера.

Небольшой по размерам Нера-фильтр обладает маленькой очистительной площадью и быстро забивается сором, вследствие чего мешает потоку воздуха, а это понижает силу всасывания пылесоса, что приводит к его перегреванию.

Что устраняет НЕРА-фильтр?

Он используется для очистки воздуха от маленьких частиц, размеры которых 0.1–1.0 мкм. Микроволокна улавливают такие частицы с помощью определённых механизмов:

Этот эффект доминирует при работе на низкой скорости и слабом воздушном потоке, наглядный пример такой техники – очиститель воздуха с Нера-фильтром.

Разделение на классы

Нера-фильтр для пылесоса производит тонкую очистку. Проверку эффективности фильтров тонкой очистки определяют при испытаниях в лаборатории по процентному количеству остановленных микрочастиц. Для проведения тестов в лабораторных условиях используют аэрозоли, в состав которых входят синтетические микрочастицы размерами 0.3 микрон. Фильтры тонкой очистки разделяются на классы по нормам EN 1822/DIN 24183:

Предназначение НЕРА-фильтра

Оно состоит в том, что он очищает воздух от пыли. Этот фильтр отличен от обычного, потому что его ставят вместо барьера при выходе воздушного потока из пылесоса, а не на его входе. Таким образом, эта система является последним пунктом очистки воздуха от наименьших частиц пыли. Это могут быть разные виды аллергенов, насекомые, шерсть домашних животных и другие мелкие элементы.

С помощью НЕРА-фильтра можно почти полностью удалить пыль, которая летает повсюду во время процесса уборки помещения. В некоторых случаях такая очистка просто необходима. Например, система тонкой фильтрации обязательна в помещениях, в которых находятся люди, страдающие аллергическими болезнями.

Что является вредным для НЕРА-фильтра?

На срок службы любого устройства влияет правильная эксплуатация. Воздушный фильтр наилучшим образом улавливает частицы от 0.1 до 1.0 мкм, меньшие он уловить не сможет. Мусор большего размера может пагубно влиять на работоспособность как самого фильтра, так и пылесоса. Удерживаемые мелкие частицы все время сбивают более крупные, а это понижает эффективность фильтрации. Крупный мусор очень быстро забивает каналы, из-за этого увеличивается сопротивление потоку воздуха. Это может привести к перегреву двигателя пылесоса и его поломке. Поэтому частицы, не подходящие по расчетам к фильтрам тонкой очистки, а именно больше чем 1.0 мкм — не должны попасть на устройство. Как правило, потребителям не приходится задумываться над этим вопросом, так как, чтобы этого не происходило, в современных пылесосах предусмотрена многоуровневая система очистки воздуха.

Сфера применения

Впервые НЕРА-фильтры стали применять на западе для качественной уборки медицинских учреждений. После их стали использовать в современных бытовых приборах, где они применятся и сегодня. Очистители с НЕРА-фильтром используют:

Срок службы НЕРА-фильтра

Новенький НЕРА-фильтр способен улавливать микрочастицы (от н10 до н14), но только до того времени, пока они не налипнут на волокна фильтра. Долгосрочность работы зависит от площади убираемого помещения, от частоты использования устройства, от размера очистительного прибора. Так какой будет работа, если на всех местах волокон фильтра будут налипшие частицы пыли?

В дальнейшем частицы мусора, попадающего в фильтр, цепляются друг за друга и слипаются. Такой процесс продолжается до того момента, пока налипшие частицы не наберут критическую массу. Потом эти комки отрываются от волокон фильтра и, отлетая, сталкиваются с другими скопленными частицами пыли, срывают их. Такое действие напоминает схождение лавины. По итогам эксплуатации фильтр, который работает больше предложенного производителем срока, задерживает пыль намного хуже, чем указал производитель. Он начинает плохо задерживать частицы, проходящие с воздушным потоком. Если делать уборку пылесосом с забитым НЕРА-фильтром, появляется сильный запах пыли.

Чтобы устранить эту проблему, в первую очередь необходимо попробовать почистить загрязненный аксессуар, вымыть его под проточной водой (в случае с многоразовыми моделями) либо заменить новым. Срок службы всегда указывается в инструкциях к пылесосу.

Как сделать правильный выбор фильтра?

Современные пылесосы, которые продаются во всех магазинах бытовых приборов, обладают высокой степенью очистки не только поверхностей, но и воздуха. Но есть еще пылесосы, в которые НЕРА-фильтр встраивается опционально – в наличии есть место для него, но приобрести и установить его нужно самому.

Но, к сожалению, существует огромное количество недорогих моделей, у которых система фильтрации достаточно примитивна. Желая приобрести пылесос без Нера-фильтра, лучше несколько раз обдумать свое решение. Потому что, делая уборку такой техникой в своем доме, невозможно быть уверенным в чистоте окружающего воздуха.

При выборе такого устройства, как пылесос с Нера-фильтром, отзывы тех, кто уже пользуется им, должны стать отправной точкой. Их можно найти в сети на форумах и в комментариях в интернет-магазинах. Ведь это самые правдивые данный о приборе. Также совершить удачную покупку можно, зная основные критерии выбора, которым должен соответствовать важный элемент пылесоса – Нера-фильтр:

Потребитель должен понимать, что присутствие НЕРА-фильтра в пылесосе не является роскошью или чем-то из разряда моды – он создан для сохранения здоровья семьи, которой он служит.

Чистка НЕРА-фильтра

Правильный уход может в несколько раз продлить срок службы прибора. Зачастую люди, в пылесосах которых установлен одноразовый НЕРА-фильтр, чистят его с помощью продувки сжатым воздухом в обратном направлении. Этот способ очистки может удалить засоренность на 80%, это касается только частиц больше 1.0 микрона. Потому что именно они приводят к забиванию НЕРА-фильтра, и их устранение восстанавливает пропускную способность воздуха до 80%, тем самым понижая сопротивление потокам воздуха.

Также сжатым воздухом можно устранить около 30% частиц размером 0.1-1.0 мкм, которые слабо держатся. Остальной мусор удалить не получится, потому что он очень крепко удерживается волокнами НЕРА-фильтра. По итогам такой очистки получается, что восстанавливается сопротивление прохождения воздуха на 80%, а паспортная эффективность фильтрации не восстанавливается даже наполовину. Стоит помнить о том, что после проведения нескольких процедур продувки сжатым воздухом НЕРА-фильтр перестанет восстанавливаться вообще.

Вышеописанный способ касается и промывки водостойких фильтров. Разница процедур в том, что НЕРА-фильтр многоразового использования проще очистить в домашних условиях. Главное, после контакта с водой тщательно его просушить. Любой очиститель с Нера-фильтром нуждается в своевременном уходе. Это главный способ продлить срок службы прибора.

Условия для эффективной работоспособности НЕРА-фильтра

В начале работы необходимо тщательно ознакомиться с инструкцией по применению. Воздухоочиститель с Нера-фильтром боится попадания крупного мусора, это касается и пылесосов.

А при попадании частиц больше 1.0 мкм забиваются поры материала. Резкое увеличение сопротивления забитого фильтра приведет к снижению всасывающей способности пылесоса.

Поэтому в пылесосе обязательно должен быть установлен фильтр грубой очистки, например, мешок для сбора мусора, потому что именно он способен задерживать мусор по размеру больше 1.0 мкм. Также положительно на работоспособность повлияет тот факт, что предварительный фильтр будет удерживать и другие виды засоров. Тогда НЕРА-фильтр на протяжении длительного срока эксплуатации будет отвечать заявленным производителем паспортным свойствам, а его чистки и полной замены удастся избежать. Покупать новый фильтр не всегда легко. Многие модели пылесосов перестают выпускаться, соответственно, производитель останавливает процесс изготовления и их комплектующих.

Виды фильтров предварительной очистки

Плохим сочетанием будет воздушный фильтр Нера и АКВА. Объясняется это просто. С водой к НЕРА-фильтру доходит много частиц пыли, в том числе и большие, которые негативно влияют на его работоспособность. Также во влажной среде хорошо развивается грибок. Поэтому, если пылесос имеет сочетание этих двух фильтров, после каждой уборки все комплектующие прибора необходимо хорошо просушивать.

Источник

Что такое HEPA-фильтр: принципы работы и неочевидные факты

Приветствуем вас в блоге компании Тион Умный микроклимат. Тема статьи — HEPA-фильтры.

Это высокоэффективные фильтры, главная цель которых – удалять из воздуха мелкодисперсные частицы, в том числе PM2.5 и PM10 (с диаметром менее 2,5 и 10 мкм соответственно). HEPA – это не бренд и не марка, а класс фильтров, который определяется международным и национальным стандартами ЕН 1822-1:2009 и ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010.

Давайте посмотрим на HEPA-фильтр «с расстояния вытянутой руки», расскажем про принцип его работы и основные эффекты, благодаря которым происходит осаждение частиц на фильтре.

Основа любого HEPA-фильтра – хаотично расположенные волокна разной толщины, примерно 0,5-5 мкм. Расстояние между волокнами – порядка 5-50 мкм. Диаметр мелкодисперсных частиц – в пределах нескольких микрон или даже нескольких долей микрона. Возникает вопрос: как фильтр с такими большими порами задерживает такие мелкие частицы?

Обычно мы представляем фильтр в виде рыболовной сети или сачка: если фильтруемый объект больше ячейки, он застревает. Этот механизм называется эффектом сита (straining). Он работает для частиц, диаметр которых превышает размер пор в фильтре. На упрощенной модели эффект сита выглядит так:

Волокна фильтра представляются в виде цилиндров, расположенных поперек воздушного потока. Сам поток считается безвихревым. Модель частицы – шар с радиусом R. Если 2R больше расстояния между волокнами, частица застревает в фильтре. Чем крупнее частица, тем вероятнее она застревает в волокнах. Поэтому для крупных частиц эффект сита работает лучше:

На графике нет привязки к конкретным размерам, так как фильтры с разной толщиной волокон и разной плотностью упаковки будут задерживать разные фракции частиц. Форма кривой будет примерно той же, но она может «плавать» по горизонтальной шкале. Например, для фильтра грубой очистки класса G кривая будет располагаться правее, чем для фильтра тонкой очистки класса F. В фильтрах HEPA эффект сита тоже наблюдается. И если бы HEPA работал только по этому механизму, то кривая его эффективности выглядела бы примерно так же. Однако на деле она выглядит совсем по-другому:

По графику видно, что HEPA-фильтр задерживает частицы любого размера. И если эффективная фильтрация крупных частиц (около 5 мкм и больше) происходит по механизму сита, то фильтрация мелкодисперсных фракций (порядка 1-0,01 мкм) имеет другую природу.

Как HEPA-фильтр «ловит» мелкодисперсную пыль?

Основное отличие HEPA от фильтров грубой и тонкой очистки в том, что для фильтрации частице не обязательно застревать в волокнах. Если пылинка просто коснулась фильтровального материала, этого уже достаточно для и эффективного осаждения. Это связано с двумя процессами: адгезией и аутогезией.

Адгезия – это взаимодействие пыли с осаждающей поверхностью, в нашем случае с волокнами HEPA. Благодаря адгезии на чистых волокнах появляется первый слой пыли.

Аутогезия, или слипаемость – это взаимодействие пылевых частиц между собой. Благодаря аутогенному взаимодействию частицы продолжают наслаиваться друг на друга, образуя на волокнах многослойные конгломераты. Выглядят они так:

Природа адгезии и аутогезии – в молекулярном взаимодействии частиц друг с другом и с волокнами (силы Ван-дер-Ваальса). Эти силы появляются на расстоянии от одного до нескольких сот диаметров частиц. Для мельчайших частиц притяжение к волокну и пылевому слою настолько большое, что частицы оседают в HEPA-фильтре фактически навсегда. Цифры это подтверждают: для частиц меньше 10 мкм прочность пылевого слоя на разрыв – больше 600 Па.

Итак, из-за сил притяжения частица практически намертво прилипает к волокну HEPA-фильтра, стоит только коснуться его поверхности. Это объясняет удерживание частиц на фильтре, но по-прежнему нет ответа на вопрос:

Как мельчайшие частицы касаются волокна HEPA-фильтра?

Как мы выяснили, эффект сита тут ни при чем – мельчайшие частицы свободно пролетают через поры. В фильтрах НЕРА действуют другие механизмы.

Любая частица удерживается в воздушном потоке, и, если в фильтре не возникают силы, отклоняющие частицу от линии тока воздуха в сторону волокна, то осаждения не будет. В результате частица проскочит через фильтр вместе с потоком. Поэтому вопрос «Как частицы касаются волокна?» можно перефразировать: «Как частицы выходят из воздушного потока?» И ответ на него будет разным, в зависимости от размера и массы частицы.

Самые мелкие частицы (с диаметром меньше 0,1 мкм) обладают небольшой массой и постоянно находятся в хаотичном броуновском движении. Их траектория постоянно колеблется относительно линии тока воздуха. В ходе колебаний частица выходит из потока, касается волокна и осаждается. Это эффект диффузии:

Более крупные частицы (с диаметром больше 0,3 мкм) весят больше, поэтому их колебания относительно линии тока меньше либо отсутствуют вообще. Такие частицы осаждаются по другому механизму. На модели видно, что линии воздушного потока искривляются вблизи волокна, огибая препятствие. Крупные и тяжелые частицы за счет инерции выходят из воздушного потока, сталкиваются с волокном и осаждаются. Это эффект инерции:

Диффузионный и инерционный эффекты дополняют друг друга: один отвечает за фильтрацию самых мелких частиц, другой – более крупных:

Сложнее всего посадить на волокно частицы с «промежуточным» размером. Их инерция еще недостаточно большая, а диффузия уже работает слабо, так как колебания их траектории относительно линии тока уже не такие сильные. Поэтому такие частицы с большей вероятностью остаются в потоке и огибают волокна вместе с воздухом. Их называют частицами с максимальной проникающей способностью, Most Penetrating Particle Size (MPPS). И для их осаждения наибольшее значение имеет последний механизм – эффект зацепления:

Эффект зацепления работает, когда частица приблизилась к поверхности волокна на расстояние своего радиуса. Такого касания достаточно для ее осаждения. Этот механизм работает не только для MPPS. Он универсальный и действует для частиц любого размера. Пылинки могут оставаться в воздушном потоке, совершать диффузионные колебания относительно линии тока или вылетать из потока благодаря инерции – в любом случае, если частица коснулась волокна, она осаждается.

Эффективность этого механизма зависит от размера частицы. Чем больше частица, тем вероятнее она коснется волокна. В этом эффект зацепления похож на эффект сита, потому и график почти одинаковый (естественно, с привязкой в другому диапазону частиц):

В действительности в HEPA-фильтре на частицу одновременно действуют все механизмы, поэтому общая эффективность HEPA-фильтра равняется сумме вкладов каждого эффекта:

Если постоянно нагружать HEPA аэрозолем с крупными частицами, то срок работы фильтра значительно сокращается. Это происходит из-за эффекта сита: крупные частицы быстро забивают фильтр и снижают его проницаемость. Чтобы избежать эффекта сита, перед HEPA-фильтром устанавливают один или несколько префильтров более низкого класса: G и/или F. Они защищают HEPA от преждевременного засорения. Если префильтры стоят, то HEPA работает строго «по специальности» — фильтрация мелкодисперсных частиц. Таким образом, остаются три эффекта:

Если сложить все три графика эффективности для каждого механизма, то получим ту самую кривую общей эффективности HEPA-фильтра, которую мы показывали в начале статьи:

Как видим в диапазоне MPPS (примерно от 0,1 до 0,3 мкм) общая эффективность HEPA-фильтра «падает в яму». И именно по MPPS измеряют общую эффективность. HEPA-фильтра класса H10 (по новой номенклатуре E10) работает с эффективностью более 85%, а фильтра класса H11 (E11) – более 95%. Это значит, что в HEPA-фильтре E11 осаждаются 95 из 100 частиц MPPS. При этом остальные частицы осаждаются с вероятностью почти 100%, но итоговую эффективность принято указывать по MPPS, 95%.

От чего зависит эффективность HEPA-фильтра?

Эффективность HEPA зависит не только от размеров фильтруемых частиц, но и от параметров самого фильтра:

При осаждении частиц уменьшается расстояние между волокнами:

В результате площадь волокон увеличивается, и с этим связан парадоксальный факт: со временем эффективность HEPA не уменьшается, а растет. С другой стороны, при загрязнении уменьшается проницаемость фильтра, увеличивается его сопротивление, растет перепад давления на фильтре и, как следствие, уменьшается производительность прибора, в котором тот установлен. Если фильтр забился полностью и производительность прибора упала почти до нуля, единственный выход – заменить фильтр. Частота замены зависит от емкости фильтра. Этот показатель определяет, как много пыли сможет осадить HEPA, прежде чем перепад давления на нем станет критическим.

Теперь, когда мы имеем представление о HEPA-фильтре, соберем по пунктам принцип его работы:

На этом пока все: мы рассказали про принципы осаждения и удержания мелкодисперсной пыли в HEPA-фильтрах. Если у вас есть вопросы, будем рады ответить на них в комментариях.

_{Фото НЕРА фильтров взяты отсюда и отсюда.}

Источник

Что такое HEPA-фильтр: принципы работы и неочевидные факты

Для тех, кто не любит длиннопосты, сразу пишу главное и неочевидное о HEPA-фильтре:

HEPA-фильтр может задерживать частицы всех размеров

Пыль задерживается в HEPA-фильтре практически навсегда. Пылесосить/мыть HEPA практически бесполезно – только менять.

Со временем эффективность HEPA-фильтра только растет. Хотя и растет воздушное сопротивление.

Это высокоэффективные фильтры, главная цель которых – удалять из воздуха мелкодисперсные частицы, в том числе PM2.5 и PM10 (с диаметром менее 2,5 и 10 мкм соответственно). HEPA – это не бренд и не марка, а класс фильтров, который определяется международным и национальным стандартами ЕН 1822-1:2009 и ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010.

Давайте посмотрим на HEPA-фильтр «с расстояния вытянутой руки», расскажем про принцип его работы и основные эффекты, благодаря которым происходит осаждение частиц на фильтре.

Основа любого HEPA-фильтра – хаотично расположенные волокна разной толщины, примерно 0,5-5 мкм. Расстояние между волокнами – порядка 5-50 мкм. Диаметр мелкодисперсных частиц – в пределах нескольких микрон или даже нескольких долей микрона. Возникает вопрос: как фильтр с такими большими порами задерживает такие мелкие частицы?

Обычно мы представляем фильтр в виде рыболовной сети или сачка: если фильтруемый объект больше ячейки, он застревает. Этот механизм называется эффектом сита (straining). Он работает для частиц, диаметр которых превышает размер пор в фильтре. На упрощенной модели эффект сита выглядит так:

Волокна фильтра представляются в виде цилиндров, расположенных поперек воздушного потока. Сам поток считается безвихревым. Модель частицы – шар с радиусом R. Если 2R больше расстояния между волокнами, частица застревает в фильтре. Чем крупнее частица, тем вероятнее она застревает в волокнах. Поэтому для крупных частиц эффект сита работает лучше:

На графике нет привязки к конкретным размерам, так как фильтры с разной толщиной волокон и разной плотностью упаковки будут задерживать разные фракции частиц. Форма кривой будет примерно той же, но она может «плавать» по горизонтальной шкале. Например, для фильтра грубой очистки класса G кривая будет располагаться правее, чем для фильтра тонкой очистки класса F. В фильтрах HEPA эффект сита тоже наблюдается. И если бы HEPA работал только по этому механизму, то кривая его эффективности выглядела бы примерно так же. Однако на деле она выглядит совсем по-другому:

По графику видно, что HEPA-фильтр задерживает частицы любого размера. И если эффективная фильтрация крупных частиц (около 5 мкм и больше) происходит по механизму сита, то фильтрация мелкодисперсных фракций (порядка 1-0,01 мкм) имеет другую природу.

Как HEPA-фильтр «ловит» мелкодисперсную пыль?

Основное отличие HEPA от фильтров грубой и тонкой очистки в том, что для фильтрации частице не обязательно застревать в волокнах. Если пылинка просто коснулась фильтровального материала, этого уже достаточно для и эффективного осаждения. Это связано с двумя процессами: адгезией и аутогезией.

Адгезия – это взаимодействие пыли с осаждающей поверхностью, в нашем случае с волокнами HEPA. Благодаря адгезии на чистых волокнах появляется первый слой пыли.

Аутогезия, или слипаемость – это взаимодействие пылевых частиц между собой. Благодаря аутогенному взаимодействию частицы продолжают наслаиваться друг на друга, образуя на волокнах многослойные конгломераты. Выглядят они так:

Природа адгезии и аутогезии – в молекулярном взаимодействии частиц друг с другом и с волокнами (силы Ван-дер-Ваальса). Эти силы появляются на расстоянии от одного до нескольких сот диаметров частиц. Для мельчайших частиц притяжение к волокну и пылевому слою настолько большое, что частицы оседают в HEPA-фильтре фактически навсегда. Цифры это подтверждают: для частиц меньше 10 мкм прочность пылевого слоя на разрыв – больше 600 Па.

Итак, из-за сил притяжения частица практически намертво прилипает к волокну HEPA-фильтра, стоит только коснуться его поверхности. Это объясняет удерживание частиц на фильтре, но по-прежнему нет ответа на вопрос:

Как мельчайшие частицы касаются волокна HEPA-фильтра?

Как мы выяснили, эффект сита тут ни при чем – мельчайшие частицы свободно пролетают через поры. В фильтрах НЕРА действуют другие механизмы.

Любая частица удерживается в воздушном потоке, и, если в фильтре не возникают силы, отклоняющие частицу от линии тока воздуха в сторону волокна, то осаждения не будет. В результате частица проскочит через фильтр вместе с потоком. Поэтому вопрос «Как частицы касаются волокна?» можно перефразировать: «Как частицы выходят из воздушного потока?» И ответ на него будет разным, в зависимости от размера и массы частицы.

Самые мелкие частицы (с диаметром меньше 0,1 мкм) обладают небольшой массой и постоянно находятся в хаотичном броуновском движении. Их траектория постоянно колеблется относительно линии тока воздуха. В ходе колебаний частица выходит из потока, касается волокна и осаждается. Это эффект диффузии:

Более крупные частицы (с диаметром больше 0,3 мкм) весят больше, поэтому их колебания относительно линии тока меньше либо отсутствуют вообще. Такие частицы осаждаются по другому механизму. На модели видно, что линии воздушного потока искривляются вблизи волокна, огибая препятствие. Крупные и тяжелые частицы за счет инерции выходят из воздушного потока, сталкиваются с волокном и осаждаются. Это эффект инерции:

Диффузионный и инерционный эффекты дополняют друг друга: один отвечает за фильтрацию самых мелких частиц, другой – более крупных.

Сложнее всего посадить на волокно частицы с «промежуточным» размером. Их инерция еще недостаточно большая, а диффузия уже работает слабо, так как колебания их траектории относительно линии тока уже не такие сильные. Поэтому такие частицы с большей вероятностью остаются в потоке и огибают волокна вместе с воздухом. Их называют частицами с максимальной проникающей способностью, Most Penetrating Particle Size (MPPS). И для их осаждения наибольшее значение имеет последний механизм – эффект зацепления:

Эффект зацепления работает, когда частица приблизилась к поверхности волокна на расстояние своего радиуса. Такого касания достаточно для ее осаждения. Этот механизм работает не только для MPPS. Он универсальный и действует для частиц любого размера. Пылинки могут оставаться в воздушном потоке, совершать диффузионные колебания относительно линии тока или вылетать из потока благодаря инерции – в любом случае, если частица коснулась волокна, она осаждается.

Эффективность этого механизма зависит от размера частицы. Чем больше частица, тем вероятнее она коснется волокна. В этом эффект зацепления похож на эффект сита, потому и график почти одинаковый (естественно, с привязкой в другому диапазону частиц).

В действительности в HEPA-фильтре на частицу одновременно действуют все механизмы, поэтому общая эффективность HEPA-фильтра равняется сумме вкладов каждого эффекта:

ηобщая = ηсита + ηзацепления + ηинерции + ηдиффузии

Если постоянно нагружать HEPA аэрозолем с крупными частицами, то срок работы фильтра значительно сокращается. Это происходит из-за эффекта сита: крупные частицы быстро забивают фильтр и снижают его проницаемость. Чтобы избежать эффекта сита, перед HEPA-фильтром устанавливают один или несколько префильтров более низкого класса: G и/или F. Они защищают HEPA от преждевременного засорения. Если префильтры стоят, то HEPA работает строго «по специальности» — фильтрация мелкодисперсных частиц. Таким образом, остаются три эффекта:

ηобщая = ηзацепления + ηинерции + ηдиффузии

Если сложить все три графика эффективности для каждого механизма, то получим ту самую кривую общей эффективности HEPA-фильтра, которую мы показывали в начале статьи:

Как видим в диапазоне MPPS (примерно от 0,1 до 0,3 мкм) общая эффективность HEPA-фильтра «падает в яму». И именно по MPPS измеряют общую эффективность. HEPA-фильтра класса H10 (по новой номенклатуре E10) работает с эффективностью более 85%, а фильтра класса H11 (E11) – более 95%. Это значит, что в HEPA-фильтре E11 осаждаются 95 из 100 частиц MPPS. При этом остальные частицы осаждаются с вероятностью почти 100%, но итоговую эффективность принято указывать по MPPS, 95%.

От чего зависит эффективность HEPA-фильтра?

Эффективность HEPA зависит не только от размеров фильтруемых частиц, но и от параметров самого фильтра:

Диаметр волокон в HEPA-фильтре

Плотность упаковки волокон

Чем тоньше волокна и чем плотнее они упакованы, тем больше площадь их соприкосновения с частицами. И чем лучше волокна «цепляют», тем эффективнее осаждение. Если материал, из которого сделан фильтр, обладает высокой удельной проводимостью, то волокна могут заряжаться в воздушном потоке. В этом случае между волокнами и частицами возникают силы электростатического притяжения (силы Кулона). Они дополнительно увеличивают эффективность HEPA-фильтра.

При осаждении частиц уменьшается расстояние между волокнами:

В результате площадь волокон увеличивается, и с этим связан парадоксальный факт: со временем эффективность HEPA не уменьшается, а растет. С другой стороны, при загрязнении уменьшается проницаемость фильтра, увеличивается его сопротивление, растет перепад давления на фильтре и, как следствие, уменьшается производительность прибора, в котором тот установлен. Если фильтр забился полностью и производительность прибора упала почти до нуля, единственный выход – заменить фильтр. Частота замены зависит от емкости фильтра. Этот показатель определяет, как много пыли сможет осадить HEPA, прежде чем перепад давления на нем станет критическим.

Теперь, когда мы имеем представление о HEPA-фильтре, соберем по пунктам принцип его работы:

В фильтр попадает воздушный поток с пылинками разного размера, от 10 мкм и меньше

Крупные частицы выходят из воздушного потока благодаря эффекту инерции, мелкие частицы – благодаря эффекту диффузии

На фильтре оседают все частицы, которые вышли из потока и коснулись волокна

На волокне частицы прочно удерживаются благодаря силам притяжения (Ван-дер-Ваальса)

Также соберем в одном месте все неочевидные факты о HEPA-фильтре:

HEPA-фильтр может задерживать частицы всех размеров

Пыль задерживается в HEPA-фильтре практически навсегда. Пылесосить/мыть HEPA практически бесполезно – только менять.

Со временем эффективность HEPA-фильтра только растет. Хотя и растет воздушное сопротивление.

Источник