HEPA фильтр: характеристики, принцип работы, мифы и факты.

28/05/2018
Время чтения ≈ 15 минут
Как устроен HEPA фильтр? Каковы принципы фильтрации воздуха от мелкой пыли? Насколько чистым будет воздух «на выходе»? Может ли HEPA фильтр быть опасен для здоровья? Помогают ли HEPA фильтры избавиться от мелкой пыльцы? Казалось бы, всю эту информацию можно легко найти, но, к сожалению, она далеко не всегда достоверна. Расскажем о HEPA фильтрах подробно. Разберемся в мифах, заблуждениях и опечатках.
Содержание

Строение HEPA фильтра

Aббревиатура HEPA не является брендом, это название технологии фильтрации. High Efficiency Particulate Arrestance — высокоэффективное удержание частиц. В 40-е годы, в США, фильтры применялись для улавливания радиоактивных частиц на предприятиях ядерной промышленности.
HEPA фильтр изготовлен из длинного листа волокнистого материала (диаметр волокон 0,65−6,5 микрон, расстояние между ними 10−40 микрон), сложенного гармошкой, а также корпуса с элементами, удерживающими лист в сложенном состоянии. Корпус может быть как металлическим, так и пластиковым.
Строение HEPA фильтра
Изображение позаимствовано из Википедии
Механизмы фильтрации
Системы очистки с фильтрацией HEPA применяются для удержания частиц размером от 10 мкм и меньше. Любой HEPA фильтр может задерживать и крупные загрязнители: большие частицы пыли и пух. Но лучше для этих целей использовать фильтр грубой очистки, чтобы HEPA не так быстро загрязнялся и дольше служил.
При работе фильтров, защищающих от пылевых загрязнений, можно наблюдать эффект сита:
Эффект сита, фильтрация
Мнение, что HEPA фильтр действует как сито, где малейшие частицы могут пройти через отверстия между хаотично расположенными волокнами, является не совсем верным. Конечно, этот эффект присутствует при фильтрации и от него не избавиться полностью, но он не является основным.
Что происходит с частицами, размер которых меньше расстояния между волокнами фильтра? Такие частицы находятся в хаотичном движении. Так как масса частиц ничтожно мала, их траектория постоянно меняется. Когда общий поток воздуха огибает волокна фильтра, мельчайшие частицы выбиваются и оседают на них.
Эффект диффузии схема
Частицы потяжелее попадают в волокна фильтра по инерции. Общий поток воздуха огибает препятствия, которые создает материал фильтра, более тяжелые частицы не могут быстро изменять направление движения, в результате чего остаются в фильтре.
эффект инерции, схема
Слишком крупные для диффузии и слишком мелкие для инерции частицы не врезаются в материал фильтра, когда проходят через него. Частица цепляется за волокно, к ней цепляется следующая. Таким образом происходит очистка от частиц среднего размера.
Эффект зацепления, схема
Эффективность фильтрации
Во время работы над этой статьей мы обнаружили, что данные во многих русскоязычных источниках недостоверны. Это приводит к тому, что появляются ошибочные выводы о фильтрации при помощи HEPA.
Размер частиц, русская Википедия
Данные Википедии утверждают, что HEPA способны к такой невероятно тонкой фильтрации как 0.06 мкм. Складывается ощущение, что авторы статьи плохо представляют, о чем пишут. И это множит ошибки во всех ресурсах. Чтобы свериться, для начала проверяем англоязычную версию энциклопеции:
Размер частиц, англоязычная Википедия
Каким-то образом показатель 0.3 вдруг стал 0.06. Вероятно, где-то закралась ошибка. Проверяем.
скриншот с ошибкой
И эта информация на одном из топовых ресурсов рунета. Какая разница: 0.6 или 0.06? Возможно, не так уж и важно, особенно если учесть, что показатели у HEPA фильтров вообще другие.
Максимально возможные пределы фильтрации для HEPA фильтров:
Emission limits, скриншот
«Фильтры HEPA эффективны на 99.97% при удалении частиц от 0.3 мкм».
минимальные размеры частиц для фильтрации HEPA
«Потребность в системах с высокой эффективностью воздухоочистки привела к разработке фильтров с очень низкой проникающей способностью для субмикронных частиц с размером не меньше 0.1-0.3 мкм».
Много это или мало? Фильтры типа HEPA применяются в чистых комнатах. Чистая комната — техническое сооружение, в котором регулируется концентрация взвешенных в воздухе частиц пыли и поддерживается специфический микроклимат. Для определения уровня чистоты используют понятие «класса чистоты», определяемого по количеству частиц в единице объема воздуха. Этот параметр регламентируется стандартами.
Много это или мало? Фильтры типа HEPA применяются в чистых комнатах. И там максимально возможные показатели вновь от 0.1 до 0.3 мкм. Если бы требовалась более тонкая фильтрация, применяли бы фильтры типа ULPA(фильтры сверхвысокой эффективности), но HEPA достаточно эффективны для чистых комнат.
HEPA чистая комната

Может ли HEPA фильтр быть опасен для здоровья?

Интернет — самый быстрый способ найти необходимую информацию. Времени для детального изучения вопроса может быть мало, поэтому мы привыкли полагаться на топовые ресурсы.
В ресурсе №1 содержалась опечатка (0.6 мкм), о которой мы говорили выше.
Выдача Хозобоз
Ресурс №3 обещает рассказать всю правду. Что ж, интересно:
Хозобоз о HEPA
Куда оно девается? Вся мелкая пыль оседает на фильтре. Именно поэтому его рекомендуется регулярно менять. Да, забившийся фильтр лучше чистит воздух, но производительность фильтрующего прибора падает, так как воздуху сложнее пробиться через несколько слоев полотна, забитого большим количеством мелкой пыли. Слишком высокая плотность.
HEPA фильтр «до» и «после»
HEPA фильтр «до» и «после»
Интересно, что плохого может быть в фильтрах, эффективность которых доказана годами применения в чистых комнатах, лабораториях и больницах.
Хозобоз о HEPA
Человеческое тело не настолько примитивно, чтобы пропускать в кровь мельчайшую пыль. Наш организм тоже является сложным, многоступенчатым фильтром. От крупной пыли защищают волоски в носу, от мелких частиц — слизь и реснички.
скриншот с медицинской информацией о ресничках
Читаем дальше:
Хозобоз о HEPA
Мы заглянули в энциклопедию и проконсультировались с опытным врачом-пульмонологом.
Есть пыль, которая не выводится из организма. Это силикатная пыль: такая как тальк или асбест. С ней вы можете столкнуться только на производстве или при ремонте. Пользуйтесь индивидуальной защитой, строительными масками.
В самом худшем случае мелкая пыль попадает на альвеолы. Но в кровь она попасть не сможет, потому что газообмен происходит от альвеол к кровеносным сосудам через мембрану.
Слева — альвеола, справа — кровеносный сосуд. Посередине — мембрана. Через нее не проходит пыль. Даже очень мелкая.
Альвеолы-мембрана-сосуд
Что происходит с бытовой пылью, которая остается на альвеолах? Она накапливается, вызывает воспалительный процесс, появляется слизь. Человек начинает кашлять и пыль вместе со слизью выводится из организма. Если человек постоянно подвержен воздействию пыли, процесс может стать хроническим. Если в пыли содержатся продукты жизнедеятельности клещей, частицы кожи человека и животных, пыльца — это может вызвать аллергию. Поэтому важно, чтобы в легкие попадало как можно меньше пыли.
HEPA фильтры созданы именно для этого: чтобы человек меньше подвергался воздействию мелкой пыли.
Поможет ли HEPA аллергикам?
Dyson vs HEPA
Как мы уже указывали ранее, фильтры HEPA способны уловить частицы 0.1 и 0.3 мкм. Скорее всего, подобные статьи адресованы тем, кто выбирает себе пылесос, а не воздухоочиститель. Среди производителей пылесосов есть конфликты, каждый продвигает свою технологию, но метод очистки с применением воды для воздухоочистителей и бризеров не удобен и не гигиеничен.
воздухоочистители HEPA
Фильтры HEPA легко справляются с бытовой пылью. Но способны ли они отфильтровать воздух от пыльцы березы, ольхи, злаковых трав?
  1. Пыльца березы от 22 до 29 мкм.
  2. Пыльца ольхи от 18 до 28 мкм.
  3. Пыльца орешника от 20 до 24 мкм.
  4. Пыльца тополя от 21 до 40 мкм.
  5. Пыльца дуба от 25 до 29 мкм.
  6. Пыльца злаковых трав (овсяница, мятлик, рожь и т.п.) от 20 до 35 мкм.
  7. Пыльца полыни от 17 до 28 мкм.
Вне зависимости от класса фильтра H11, H12, H13 или H14, HEPA легко отфильтрует любую пыльцу.
Что еще важно помнить о фильтрах HEPA? В зависимости от условий эксплуатации их нужно своевременно менять: раз в два года или один раз в год. Тогда они будут эффективно удалять из воздуха всю мелкую пыль и аллергены. HEPA фильтры обеспечивают очень высокую степень очистки и безопасны для здоровья.
Автор статьи: Мария Иноземцева
Читайте также
Хотите дышать свежим и чистым воздухом без пыли и аллергенов?
Получите консультацию прямо сейчас! Мы перезвоним и расскажем всё o бризерах, сориентируем по цене и организуем бесплатный выезд нашего технолога
Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности