HEPA-фильтр – высокоэффективный элемент для тонкой очистки воздуха. Его задача – задержка мельчайших частиц загрязнений, включая пыль, аллергены, аэрозольные включения.
Как это работает
Данная технология позволяет фильтровать воздух с высокой эффективностью удержания посторонних частиц. Для выполнения корпуса используется прочный металл, иногда – пластик. Внутри находится волокнистый материал, сложенный «гармошкой».
Диаметр одного волокна не превышает 6,5 микрон. Промежутки между ними не более 50 микрон. Такая структура формирует внушительную площадь контакта с фильтрующим материалом. Из-за этого повышается глубина очистки при прохождении потока через слой.
Механизмы фильтрации HEPA
Распространенное мнение сводит работу HEPA к простому «ситу», где загрязнения застревают между волокнами. На практике процесс значительно сложнее, он включает несколько физических механизмов.
Эффект «сита»
Данный механизм отвечает за задержку крупных частиц размером от 10 мкм. Они физически не проходят через промежутки между волокнами. При этом основная часть загрязнений значительно меньше расстояний между волокнами. Несмотря на это, они тоже удерживаются внутри структуры.
К таким относятся аэрозольные частицы PM10, PM2.5. Они формируются из промышленных выбросов или выхлопных газов транспорта. Данные соединения несут повышенную опасность для организма.
Их размер позволяет проникать глубоко в дыхательную систему, попадать в кровоток. Это приводит к развитию серьезных заболеваний и патологий, в том числе связанных с сердечно-сосудистой системой.
Диффузионный механизм
Частицы менее 0,1 микрона находятся в состоянии хаотичного движения внутри воздушного потока. Их траектория постоянно изменяется, что увеличивает вероятность столкновения с волокнами фильтра.
Чем ниже скорость потока, тем выше эффективность данного процесса. Особенно это актуально для вирусных частиц и ультрамелких аэрозолей.
Инерционный механизм
Когда воздушный поток попадает в волокнистую структуру, более тяжелые частицы сохраняют прямолинейное движение. Они не успевают повторить траекторию потока, сталкиваются с материалом и застревают.
Такой механизм работает для частиц свыше 0,3 микрона, в том числе пыльцы, плесени и микрочастиц кожи животных. Поэтому данные фильтры так востребованы в период активного цветения.
Электростатическое притяжение и адгезия
Частицы размером 0,1-0,3 микрона относятся к наиболее сложным для улавливания. Их размер слишком мал для инерционного оседания, но недостаточен для выраженной диффузии. Такие частицы называют MPPS – наиболее проникающими.
Несмотря на это, они задерживаются за счет электростатических сил. Дополнительно срабатывает адгезия – эффект прилипания частиц к волокнам. Это повышает общий уровень удержания загрязнений.
Примеры загрязнений, с которыми справится фильтр
Элементы, размеры которых свыше 0,3 мкм, успешно задерживаются данным фильтром. Это же актуально для частиц, свойства которых не позволяют проникать сквозь фильтрующий материал за счет физических механизмов.
Частицы меньше 0,1 мкм также улавливаются, но их поведение в потоке воздуха зависит от броуновского движения, из-за чего эффективность воздухоочистки достигается другими способами.
Наиболее сложный диапазон – 0,1-0,3 мкм. К нему относятся некоторые вирусы, микроскопические аэрозоли. Часть из них относится к MPPS, что снижает степень улавливания. Поэтому чаще всего HEPA-фильтры применяются в составе сложных устройств совместно с другими элементами.
Для фильтров класса H14 показатель удержания таких частиц достигает 99,995%. Небольшая доля все же проходит через структуру, но общий уровень очистки остается крайне высоким для данного типа технологий.
Продуманность данного компонента системы очистки воздуха позволяет не сомневаться в его эффективности. При этом гораздо больше пользы приносит одновременное использование HEPA-фильтра с другими подобными элементами, имеющими иные свойства.
