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

Главная страница

›

Блог

›

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

HEPA-фильтр — высокоэффективный фильтр для очистки воздуха. Он задерживает мельчайшую пыль, аллергены и другие вредные частицы.

В статье расскажем, как работают фильтры тонкой очистки HEPA и насколько глубоко они очищают воздух. Рассмотрим также, в каких сферах применяют эти фильтры, в каких бытовых приборах они используются и на что обратить внимание при выборе техники с HEPA-фильтром.

HEPA — это технология очистки воздуха. Аббревиатура расшифровывается как High Efficiency Particulate Air — высокоэффективное удержание частиц. Эту технологию фильтрации разработали в США в 1940-х годах. Первоначально фильтры очистки HEPA применяли для очистки воздуха от радиоактивных частиц на предприятиях ядерной промышленности. Сейчас HEPA-фильтры используют не только в промышленности, но и в медицине, а также в быту для глубокой очистки воздуха.

Однако на фильтре задерживаются и те частицы, размер которых гораздо меньше, чем расстояние между волокнами. То есть микроскопические частицы размером менее 10 мкм, которые должны «просачиваться» сквозь «сито» HEPA-фильтра. Эти частицы находятся в воздухе в виде аэрозоля — во взвешенном состоянии — и называются PM10 и PM2.5. Основные источники этого вида загрязнителей воздуха — промышленные и автомобильные выбросы.

Взвешенные частицы очень опасны для здоровья человека, поскольку имеют высокую проникающую способность и могут попадать во внутренние органы и кровоток. В результате они могут вызывать хронические заболевания дыхательной, сердечно-сосудистой систем, а также онкологию. Подробнее о взвешенных частицах рассказываем в статье «Что такое PM10 и PM2.5? Чем могут быть опасны тонкодисперсные частицы?».

Важно понять, каким образом частицы размером менее 10 мкм, то есть более мелкие, чем расстояние между волокнами HEPA-фильтра, оседают на материале. Дело в том, что принцип действия HEPA-фильтра использует три дополнительных механизма для улавливания частиц: инерцию, диффузию и электростатическое притяжение.

Когда поток воздуха огибает волокна фильтра, часть тяжёлых частиц не успевает изменить направление. Они выбиваются из потока и движутся далее по инерции, оседая на поверхности материала. Обычно это частицы размером более 0,3 микрона: мелкая пыль, пыльца, споры плесени, частицы эпидермиса домашних животных.

Частицы размером от 0,1 до 0,3 микрона считаются самыми «сложными» для фильтрации, поскольку они слишком крупные для диффузии и слишком мелкие для инерции. Эти частицы имеют максимальную проникающую способность и называются MPPS. Однако даже эти частицы оседают на фильтре благодаря электростатическому взаимодействию и силам адгезии, которые вызывают прилипание частиц друг к другу.

В бытовые приборы и системы вентиляции обычно устанавливают фильтры классов от E10 до H14. При этом исторически сложилось так, что разделение на EPA и HEPA сохраняется в основном только в нормативных документах. Производители фильтров, устройств с HEPA-фильтрами, а также пользователи объединяют эти две группы и обобщённо называют фильтры E10, E11, E12, H13 и H14 HEPA-фильтрами.

Таким образом, HEPA и EPA — это один и тот же фильтр. Название может отличаться в зависимости от производителя фильтра: один бренд маркирует его как HEPA H10, другой — как EPA E10. При этом эффективность очистки этих фильтров будет одинаковая. Нет разницы и между HEPA H11 и EPA E11, а также между HEPA H12 и EPA E12.

В описании фильтра может быть указан класс H10, H11 или H12, хотя по ГОСТу такой классификации нет. Это не ошибка, а особенность использования терминологии. Дело в том, что деление фильтров на классы EPA и HEPA произошло уже после того, как эти фильтры были разработаны и стали активно использоваться в быту под общим названием «HEPA».

HEPA-фильтры эффективны против большей части микроскопических загрязнений, встречающихся в быту: мелкой пыли, взвешенных частиц, которые содержатся в промышленных и транспортных выбросах. Кроме того, они задерживают пыльцу, споры плесени, грибков, перхоть домашних животных, пылевых клещей и другие аллергены.

Все эти загрязнители имеют размер более 0,3 мкм, поэтому HEPA-фильтры успешно задерживают их благодаря эффекту «сита», инерции и диффузии. То же самое происходит и с частицами менее 0,1 мкм. Однако, как мы описывали выше, с частицами среднего размера, от 0,1 до 0,3 микрона, HEPA справляются менее эффективно. Это наглядно показано на графике ниже.

Например, вирусы имеют размер от 0,02 до 0,3 мкм. Часть из них относится к частицам MPPS, поэтому эффективность HEPA-фильтров в отношении этих биологических загрязнителей может быть менее 100%. Так, фильтры класса H14 пропускают 0,005% частиц MPPS. Это означает, что очистка воздуха от этих частиц не стопроцентная, хотя и достигает высокого показателя — 99,995%.

Загрязнитель	Размер частиц, мкм	Механизм улавливания фильтром	Эффективность фильтра
Крупная пыль, объединённые пыльцевые зёрна, пылевые клещи	50–100	эффект «сита»	максимальная
Крупная пыль	от 25	эффект «сита»	максимальная
Очень мелкая пыль, споры плесени	5–10	инерция	максимальная
Пыльцевые зёрна	от 2	инерция	максимальная
Перхоть, частицы эпидермиса животных	от 1	инерция	максимальная
Бактерии, микрочастицы дыма, смога	0,3–1	инерция	максимальная
Вирусы среднего размера	0,1–0,3	притяжение и «слипание»	высокая
Мельчайшие вирусы	0,02–0,1	диффузия	максимальная

Семьи с детьми, пожилыми людьми. Дети более восприимчивы к воздействию загрязнённого воздуха, поскольку их общий и местный иммунитет не сформирован. У пожилых людей иммунитет может быть снижен из-за хронических заболеваний. Чтобы предотвратить частые респираторные инфекции, в таких семьях рекомендуется использовать приборы для глубокой очистки воздуха.

Качество воздуха после обработки напрямую зависит от типа системы очистки: это может быть классический воздухоочиститель или приточный — бризер. Производительность фильтра определяется не только его классом, например H11, H13, но и физическими характеристиками HEPA-фильтра, в частности, объёмом фильтрующего материала.

Распространено мнение о том, что для достижения идеальной чистоты воздуха достаточно использовать только HEPA-фильтр. Однако это заблуждение. HEPA-фильтры задерживают бо́льшую часть мельчайших твёрдых частиц, но они не способны удалять запахи, газы. Кроме того, HEPA-фильтры не используют для очищения воздуха от крупных загрязнений — для этого применяют префильтры.

Классические очистители воздуха, оснащённые HEPA-фильтрами, успешно удаляют загрязняющие частицы из воздуха, однако они имеют особенность. По инструкции, во время работы очистителей нельзя открывать окна, чтобы поток загрязнённого уличного воздуха не смешивался с уже очищенным воздухом.

Таким образом, производители воздухоочистителей ограничивают проветривание во время работы этих приборов. В закрытом помещении, где находятся люди, постепенно повышается концентрация углекислого газа (CO₂). Это может вызывать усталость, сонливость, головные боли, снижение концентрации внимания. Подробнее об этом рассказываем в статье «Углекислый газ и его воздействие на организм человека».

Необходимое условие для поддержания низкого уровня углекислого газа — проветривание с соблюдением графика и правил: не менее 15 минут каждый час при полностью раскрытом окне. Однако во время проветривания через окна в комнату поступает загрязнённый пылью и аллергенами уличный воздух.

Бризеры поддерживают свежесть и чистоту воздуха автоматически: открывать и закрывать окна не нужно. Кроме этого, бризеры исключают выхолаживание квартиры и образование сквозняков, поскольку оснащены встроенным нагревателем и подогревают холодный уличный воздух до подачи в помещение.

HEPA-фильтры задерживают мельчайшую пыль, аллергены, глубоко очищают воздух от твёрдых загрязнителей. В быту часто используют воздухоочистители с HEPA-фильтрами, однако для поддержания здорового микроклимата оптимально применять не классические очистители, а приточные — бризеры. Они поддерживают не только чистоту воздуха, но и свежесть: воздух постоянно обновляется, при этом уличные загрязнения не попадают в квартиру. Со всеми моделями бризеров, оснащённых HEPA-фильтрами, можно ознакомиться в каталоге. Среди них выделяются производительные бризеры с объёмными HEPA-фильтрами: AIRNANNY A7 и TION 4S.