Hvordan virker HEPA-filtre?

"HEPA", eller "high-efficiency particulate air", anses i vid udstrækning for at være guldstandarden for luftfiltrering i luftrensningsverdenen. Mange forbrugere søger efter HEPA-certificeringen, når de køber en luftrenser, fordi det er en garanti for effektivitet, især når det gælder fjernelse af fine partikler fra deres indeluft. Hvad er et HEPA-filter helt præcist? Hvad er HEPA-standarden? Hvordan fungerer det? Læs videre for at få mere at vide.

HEPA H13-filtre - hvad er det?

Som defineret af NIOSH (United States National Institute for Occupational Safety and Health) fjerner et HEPA-certificeret filter 99,97 % af partikler med en størrelse, der er større end eller lig med en diameter på 0,3 µm.¹. Et filter får kun HEPA-certificering, hvis det opnår denne ydeevne i en enkelt passage. HEPA er en europæisk certificering, der overvåges af de europæiske standarder EN 1822 og EN ISO 29463.

For at en luftrenser kan levere luft af HEPA-kvalitet, skal dens filtreringssystem være helt forseglet. Et filter alene kan give HEPA-certificering, men hvis maskinen ikke er forseglet, kan snavset luft simpelthen passere forbi det og komme ind i rummet igen. Selv en mikroskopisk lækage kan kompromittere partikelfjernelsen på HEPA-niveau. Eoleafs luftrensere garanterer ren luft ved at konstruere hele maskinen til at opfylde HEPA H13-standarden og omhyggeligt forsegle alle potentielle lækagepunkter.

En "DOP"-test (Dispersed Oil Particulate) skal bestås, for at et filter kan opnå HEPA-certificering. For at vurdere en enheds filtreringshastighed bruger denne teknik oliepartikler (0,3 µm). Når enheden består testen, kategoriseres den i en af de følgende fem klasser af HEPA-filtre:

• H10
• Filtreringshastighed: 85%
• Tillader 15.000 partikler på 0,1 mikron pr. liter luft at passere.
• H11
• Filtreringshastighed: 95%
• Tillader 10.000 partikler på 0,1 mikron pr. liter luft at passere igennem
• H12
• Filtreringshastighed: 99.5%
• Tillader 500 partikler på 0,1 mikron pr. liter luft at passere igennem
• H13 (som brugt i Eoleaf-produkter)
• Filtreringshastighed: 99.95%
• Tillader 50 partikler på 0,1 mikron pr. liter luft at passere igennem
• H14
• Filtreringshastighed: 99.995%
• Tillader 5 partikler på 0,1 mikron pr. liter luft at passere igennem

Filtrene i Eoleafs produkter er udelukkende HEPA H13-filtre. Selvom der findes lidt mere effektive filtre som HEPA H14 (en stigning på 0,05 % i effektivitet) eller ULPA-filtre, sænker disse filtre strømmen af renset luft betydeligt. De gør det mere udfordrende at suge dråber og aerosoler ind på en hurtig og effektiv måde. Disse filtre bruges kun i hospitalsmiljøet (f.eks. på operationsstuer). Den lille gevinst i effektivitet kommer på bekostning af en meget langsommere luftbehandling. Den langsommere luftstrøm gør dem generelt kontraproduktive.

HEPA-filtre har været brugt i årtier i forskellige medicinske miljøer: laboratorier, operationsstuer og renrum. I dag tjener de meget mere forskelligartede formål i vores dagligdag: De findes nu i nogle støvsugere og i biler.

HEPA-certificerede filtre versus filtre af 'HEPA-typen'

Køberne skal passe på! Det bliver mere og mere almindeligt at se HEPA-akronymet på internettet eller på emballage til luftrensningsprodukter, som ikke er HEPA-certificerede. Du kan finde formuleringer som "HEPA-type" eller lignende. Desværre er disse produkter designet til at tiltrække kunder og narre dem til at tro, at deres filtre har de samme egenskaber som HEPA-certificerede filtre. Produkter af HEPA-typen er ikke certificeret af tredjepartsorganisationer, hvilket i værste fald gør deres effektivitet suspekt og i bedste fald ubekræftet.

På trods af at de ikke opfylder den europæiske standard EN1822, kan filtre af "HEPA-typen" stadig være i stand til at filtrere 99 % af partikler med en størrelse større end eller lig med en diameter på 0,2 µm. Selv om det ved første øjekast kan virke som et imponerende tal, er det vigtigt at huske på, at HEPA-certificerede filtre kan filtrere partikler, der er meget mindre end det, helt ned til en størrelse på 0,01 µm. Det er disse ultrafine partikler og nanopartikler, der er særligt skadelige for menneskers sundhed.

Aflivning af myten om 0,3 μm

Du vil finde artikler og blogs, der hævder, at HEPA-filtre ikke filtrerer partikler mindre end 0,3 mikrometer (μm). Denne fejlagtige påstand er blevet spredt på grund af manglende forskning og en grundlæggende misforståelse af, hvordan HEPA-filtre fungerer. Lad os hjælpe med at sætte tingene på plads.

Minimum Efficiency Reporting Values, eller en MERV-klassificering, henviser til et filters evne til at opfange større partikler mellem 0,3 og 10 µm. Som det fremgår af skemaet nedenfor, gælder det, at jo højere MERV-værdien er, desto bedre er filteret til at opfange bestemte typer partikler. Den europæiske HEPA-standard bruger 0,3 μm partikler som reference under deres certificeringsprocedurer for at måle effektiviteten af de enheder, der testes. Den bruger 0,3 μm som teststørrelse, fordi partikler af denne størrelse er de sværeste at filtrere. (kaldet MPPS, "den mest gennemtrængende partikelstørrelse")². Selvom det kan virke kontraintuitivt, er partikler på 0,3 μm faktisk sværere at filtrere end mindre partikler. Det har en enkel forklaring (mere om dette nedenfor i afsnittet "Hvordan fungerer et HEPA-filter?"): Disse partikler er små nok til at passere gennem de fleste filtermasker, men stadig store nok til at passere gennem filteret som følge af hastigheden (som er proportional med massen). En perfekt kombination. Til sammenligning er 0,3 mikrometer ca. 300 gange mindre end diameteren på et enkelt menneskehår.

Kort sagt har den europæiske standard EN 1822 med rette baseret sine tests på størrelsen 0,3 μm, ikke fordi det er den mindste filtreringsstørrelse, men fordi det er den sværeste størrelse at filtrere. Dermed er denne standard garanteret at teste og certificere den mindste effektivitet, baseret på det værst tænkelige scenarie.

Kilde ³

En undersøgelse udført af NASA i 2016 viste, at HEPA-filtre er meget effektive til at opfange partikler i mange størrelser. De fanger en høj procentdel af nanopartikler samt partikler, der er større end 0,3 μm, fra de største partikler helt ned til en størrelse på 0,01 μm⁴.

Desuden er HEPA-certificerede filtre blevet certificeret, hvilket betyder, at de er blevet testet af tredjeparter for at sikre deres effektivitet. Det er meget sjældent tilfældet med filtre af "HEPA-typen".

SE VORES PRODUKTER

Hvilke typer forurening filtrerer HEPA-filtre fra?

HEPA-filtre er kendt for at opfange en lang række luftforurenende stoffer, især partikler og biologisk forurening. Disse overlegne filtre er i stand til at filtrere alle fine partikler (ned til PM0,01), bakterier (bakterier, vira, skimmelsvampog sporer) og allergener (pollen, støvmider).

Der er udført en lang række undersøgelser med fokus på effektiviteten af HEPA-filtre. En undersøgelse viste, at i nærvær af brændende stearinlys og røgelse, begge kilder til partikler (også kendt som PM eller fin partikelforurening), reducerer brugen af et HEPA-filter PM-koncentrationen dramatisk. Undersøgelsen anbefaler brug af HEPA-filtrering for at afværge de negative sundhedseffekter forårsaget af PM (som luftvejssygdomme, hjerte-kar-sygdomme og flere typer kræft), især PM2,5⁵.

En anden undersøgelse understreger fordelene ved at fjerne allergener og finpartikelforurening fra indeluften som et middel til at reducere kroniske luftforureningsrelaterede sygdomme symptomerisær astma og hjerte-kar-sygdomme. Undersøgelsen går endnu længere og antyder, at brugen af en luftrenser med et HEPA-filter kan forhindre sygdomsprogression på tværs af alle aldersgrupper.⁶.

En sidste undersøgelse finansieret af den franske regering under COVID-pandemien validerede effektiviteten af luftrensere, der bruger et HEPA-filter til at fjerne COVID fra luften med en effektivitet på 99,9 %.⁷.

HEPA-filterets begrænsninger

Selv om HEPA-filtre er en fremragende måde at fange en lang række fine partikler på, er de ikke perfekte alt-i-en-løsninger. De er ikke i stand til at fjerne flygtige organiske forbindelser (VOC'er) fordi de har en tendens til at prelle af på filterets fibermedier. De er heller ikke i stand til at fjerne jordnær ozon fra luften, fordi ozon er et meget lille og simpelt molekyle, der ikke klæber til HEPA-fibre. Endelig er de ikke i stand til at dræbe bakterier, selv om de indfanger dem, fordi de ikke kan sterilisere. Derfor er det vigtigt at købe en enhed, der kombinerer en række forskellige filtreringsteknologier, herunder et HEPA-filter.

Hos Eoleaf indeholder vores filtre 8 forskellige rensningsteknologier. Vi bruger en innovativ flerlagsteknologi, der er designet på en måde, så hvert lag kan kompensere for svaghederne i det foregående lag. Det sikrer et meget bredt virkningsspektrum mod alle former for forurening. Vi bruger flere teknologier, der bekæmper VOC'er og ozon (især vores aktive kulfiltre og fotokatalyseteknologi) samt bakterier (UVC-sterilisering).

Hvordan fungerer et HEPA-filter?

HEPA-filtre har en lignende sammensætning som FFP2-masker med deres forskellige sammenblandede naturfibre. FFP2-masker filtrerer mindst 94 % af aerosoler samt partikler med en gennemsnitlig diameter på 0,6 μm (med en variation på 0,1 til 1 μm). Derfor tilbyder HEPA H13-filtre betydeligt bedre filtrering end en FFP2-maske.

HEPA-filtre kan opfange partikler ved hjælp af fire forskellige filtreringsmekanismer:

1. Inerti-impaktion
• Filterets fibre opsamler partikler og dråber, der er store nok, især dem, der er større end 1μm.
• Disse større luftpartikler indlejres direkte i filterets fibre.
2. Direkte opfangning
• Van der Waals-kraften, også kendt som den intermolekylære tiltrækningskraft, opfanger partikler og dråber, der er større end 0,1 μm.
• Disse partikler passerer gennem filteret, når de suges ind af luftrenseren, og sætter sig fast på filterets fibre.
3. Brownsk diffusion
• Partikler med en størrelse på mindre end 0,1 μm (som aerosoler), nogle af de mindste kendte partikler, har en såkaldt brownsk bane (et tilfældigt bevægelsesmønster).
• Det gør dem nemme at fange via Van der Waals-kraften, når de rammer filterets fibre.
• I et HEPA-filter bremses de molekyler, der er mindre end 0,1 mikrometer, når de kolliderer med hinanden.
• Brownsk diffusion forlænger yderligere den tid, det tager molekylerne at passere gennem filteret, og øger dermed deres chance for at blive fanget.
4. Elektrostatiske kræfter
• Dette er tiltrækningskræfter, der trækker virale aerosoler til filterfibrene, hvor de så indfanges via de foregående mekanismer.

Det er værd at bemærke, at Eoleaf-luftrensere er udstyret med forfiltre ud over deres HEPA H13-filtre, som vist nedenfor. Forfiltre fanger større partikler, før nogen af de andre filtreringsteknologier går i gang, hvilket sikrer en længere levetid for din luftrensers filter.

Vedligeholdelse af en funktionel, effektiv luftrenser med Eoleaf

(Artiklen fortsætter nedenfor)

[PRODUKTER]

Som luftrensningseksperter forstår vi fuldt ud, hvordan produkter på dagens luftrensningsmarked kan variere i kvalitet og dermed også i pris. Vores produkter er udviklet med tanke på høj kvalitet og effektivitet i hvert eneste trin af designprocessen.

For at give et eksempel giver mange producenter kun oplysninger til forbrugeren om den teoretiske effektivitet af en luftrensers filter, men ikke om hele enhedens effektivitet. Billigere luftrensere lader ofte luft sive gennem små huller mellem filteret og enheden. Det er en produktionsfejl: Derfor passerer ikke al luften gennem HEPA-filterets fibre, og noget slipper ud gennem den lille spalte uden at være blevet filtreret.

Derfor afhænger en luftrensers effektivitet i høj grad af, hvordan HEPA-filteret er integreret, og af kvaliteten af enhedens konstruktion. Her hos Eoleaf sikrer vi, at der ikke er lækager mellem filteret og dets hus under fremstillingsprocessen, og heller ikke lækager mellem huset og selve luftrenseren.

Udskiftning af filtre

Vigtigheden af at udskifte dine filtre med jævne mellemrum kan ikke undervurderes! Hvis luftrenseren ikke vedligeholdes regelmæssigt, mister den sin effektivitet og kan selv blive en kilde til luftforurening. Et filter, der er mættet med forurenende stoffer, kan ikke og vil ikke beskytte dig mod luftforurening.. Desuden kan det frigive forurening til den omgivende luft.

Her er et par tips til at vedligeholde dine filtre og holde din enhed i optimal stand:

• Dit forfilter skal normalt rengøres en gang om måneden.
• Dit filter skal udskiftes mindst en gang om året. Eoleaf har et flerlagsfilter, hvilket betyder, at der kun er behov for én nem filterskift om året.
• Beskyt dig selv, når du skifter filtre, da forurenende stoffer let spredes! Brug maske og handsker, når du skifter dem, og vask hænder, når du har skiftet dem.
• Det anbefales, at personer, der er meget følsomme over for allergener, og astmatikere ikke håndterer filtre.

Ressourcer

¹ Centers for Disease Control and Prevention. (1996, januar). NIOSH Guide to the Selection and Use of Particulate Respirators.. Det nationale institut for arbejdssikkerhed og sundhed (NIOSH). https://www.cdc.gov/niosh/docs/96-101/default.html

² Ægte hepa vs. HEPA-filter: Hvad er forskellen? Sanalife. (2022, 2. september). https://www.sanalifewellness.com/blog/true-hepa-vs-hepa-filter-whats-the-difference

³ ISO-Aire luftrensere. (2023). Hvad er et Merv-luftfilter, og hvordan kan det sammenlignes med et HEPA-filter?. ISO. https://www.iso-aire.com/blog/what-is-a-merv-rating-and-how-does-it-compare-to-hepa

⁴ Perry, Jay & Agui, Juan & Vijayakumar, Ra. (2016). Fjernelse af submikroner og nanopartikler ved hjælp af HEPA-klassificerede mediefiltre og pakkede lag af granulære materialer.

⁵ Dubey, S., Rohra, H., & Taneja, A. (2021). Vurdering af effektiviteten af luftrensere (HEPA) til kontrol af indendørs partikelforurening. Heliyon, 7(9). https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(21)02079-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS240584402102079X%3Fshowall%3Dtrue

⁶ Vijayan VK, Paramesh H, Salvi SS, Dalal AA. Forbedring af indendørs luftkvalitet - fordelen ved luftfiltre. Lung India. 2015 sep-okt;32(5):473-9. doi: 10.4103/0970-2113.164174. Erratum i: Lung India. 2016 nov-dec;33(6):705. PMID: 26628762; PMCID: PMC4587002.

⁷ Mazzola, D. (2021, 15. marts). Covid : L'efficacité des purificateurs d'air contre le sars-cov-2 validée par une étude Lyonnaise. France 3 Auvergne-Rhône-Alpes. https://france3-regions. francetvinfo.fr/auvergne-rhone-alpes/covid-l-efficacite-des-purificateurs-d-air-contre-le-sars-cov-2-validee-par-une-etude-lyonnaise-1999534.html