Jak działają filtry HEPA?

"HEPA", czyli "wysokowydajny filtr cząstek stałych", jest powszechnie uważany za złoty standard filtracji powietrza w świecie oczyszczania powietrza. Wielu konsumentów poszukuje certyfikatu HEPA przy zakupie oczyszczacza powietrza, ponieważ jest to gwarancja skuteczności, zwłaszcza jeśli chodzi o usuwanie drobnych cząstek z powietrza w pomieszczeniach. Czym dokładnie jest filtr HEPA? Czym jest standard HEPA? Jak to działa? Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej.

Filtry HEPA H13 - czym są?

Zgodnie z definicją NIOSH (United States National Institute for Occupational Safety and Health), filtr z certyfikatem HEPA usuwa 99,97% cząstek o wielkości większej lub równej średnicy 0,3^µm1. Filtr otrzymuje certyfikat HEPA tylko wtedy, gdy osiąga tę wydajność w jednym, pojedynczym przejściu. HEPA to europejski certyfikat nadzorowany przez normy europejskie EN 1822 i EN ISO 29463.

Aby oczyszczacz dostarczał powietrze o jakości HEPA, jego system filtracji musi być całkowicie szczelny. Sam filtr może uzyskać certyfikat HEPA, ale jeśli urządzenie nie jest szczelne, zanieczyszczone powietrze może je ominąć i ponownie dostać się do pomieszczenia. Nawet mikroskopijna nieszczelność może zagrozić usuwaniu cząstek na poziomie HEPA. Oczyszczacze powietrza Eoleaf gwarantują czyste powietrze dzięki zaprojektowaniu całego urządzenia tak, aby spełniało standard HEPA H13, skrupulatnie uszczelniając wszystkie potencjalne punkty wycieku.

Aby filtr mógł uzyskać certyfikat HEPA, musi przejść test "DOP" (Dispersed Oil Particulate). Aby ocenić stopień filtracji urządzenia, technika ta wykorzystuje cząsteczki oleju (0,3 µm). Gdy urządzenie przejdzie test, zostaje zaklasyfikowane do jednej z następujących pięciu klas filtrów HEPA:

• H10
• Współczynnik filtracji: 85%
• Przepuszcza 15 000 cząstek o wielkości 0,1 mikrona na litr powietrza.
• H11
• Współczynnik filtracji: 95%
• Przepuszcza 10 000 cząstek o wielkości 0,1 mikrona na litr powietrza.
• H12
• Współczynnik filtracji: 99.5%
• Przepuszcza 500 cząstek o wielkości 0,1 mikrona na litr powietrza.
• H13 (stosowany w produktach Eoleaf)
• Stopień filtracji: 99.95%
• Przepuszcza 50 cząstek o wielkości 0,1 mikrona na litr powietrza
• H14
• Współczynnik filtracji: 99.995%
• Przepuszcza 5 cząstek o wielkości 0,1 mikrona na litr powietrza.

Filtry w produktach Eoleaf to wyłącznie filtry HEPA H13. Chociaż istnieją nieco bardziej wydajne filtry, takie jak HEPA H14 (wzrost skuteczności o 0,05%) lub filtry ULPA, filtry te znacznie spowalniają przepływ oczyszczonego powietrza. Sprawiają, że zasysanie kropelek i aerozoli w szybki i skuteczny sposób jest trudniejsze. Filtry te są stosowane wyłącznie w środowisku szpitalnym (na przykład w salach operacyjnych). Niewielki wzrost wydajności odbywa się kosztem znacznie wolniejszego oczyszczania powietrza. Spowolniony przepływ powietrza generalnie czyni je bezproduktywnymi.

Filtry HEPA są używane od dziesięcioleci w różnych środowiskach medycznych: laboratoriach, salach operacyjnych i pomieszczeniach czystych. Obecnie służą one znacznie bardziej zróżnicowanym celom w naszym codziennym życiu: można je teraz znaleźć w niektórych odkurzaczach i samochodach.

Filtry z certyfikatem HEPA a filtry typu HEPA

Uwaga kupujący! Coraz częściej można zobaczyć skrót HEPA w Internecie lub na opakowaniach produktów do oczyszczania powietrza, które nie posiadają certyfikatu HEPA. Można znaleźć sformułowania takie jak "typu HEPA" lub podobne. Niestety, produkty te są zaprojektowane tak, aby przyciągnąć klientów i oszukać ich, że ich filtry mają takie same możliwości jak filtry z certyfikatem HEPA. Produkty typu HEPA nie zostały certyfikowane przez organizacje zewnętrzne, przez co ich skuteczność jest w najgorszym przypadku podejrzana, a w najlepszym - niezweryfikowana.

Pomimo faktu, że nie spełniają one europejskiej normy EN1822, filtry "typu HEPA" mogą nadal być w stanie odfiltrować 99% cząstek o wielkości większej lub równej średnicy 0,2 µm. Chociaż na pierwszy rzut oka może się to wydawać imponującą liczbą, ważne jest, aby pamiętać, że filtry z certyfikatem HEPA mogą odfiltrowywać cząsteczki znacznie mniejsze, aż do wielkości 0,01 µm. To właśnie te ultradrobne i nanocząsteczki są szczególnie szkodliwe dla zdrowia ludzkiego.

Obalanie mitu 0,3 μm

Można znaleźć artykuły i blogi, które twierdzą, że filtry HEPA nie odfiltrowują cząstek mniejszych niż 0,3 mikrona (μm). To błędne twierdzenie zostało rozpowszechnione z powodu braku badań i fundamentalnego niezrozumienia sposobu działania filtrów HEPA. Pomóżmy wyjaśnić tę kwestię.

Minimalne wartości raportowania wydajności lub ocena MERV odnoszą się do zdolności filtra do wychwytywania większych cząstek o wielkości od 0,3 do 10 µm. Jak pokazano na poniższym wykresie, im wyższa ocena MERV, tym lepiej filtr zatrzymuje określone rodzaje cząstek. Europejski standard HEPA wykorzystuje cząsteczki o wielkości 0,3 μmjako punkt odniesienia podczas procedur certyfikacyjnych w celu pomiaru skuteczności testowanych urządzeń. Wykorzystuje 0,3 μmjako wielkość testową, ponieważ cząstki o tej wielkości są najtrudniejsze do filtrowania (określane jako MPPS, "najbardziej penetrujący rozmiar cząstek")². Chociaż może się to wydawać sprzeczne z intuicją, cząstki o wielkości 0,3 μmsą w rzeczywistości trudniejsze do filtrowania niż mniejsze cząstki. Ma to proste wyjaśnienie (więcej na ten temat poniżej w akapicie "Jak działa filtr HEPA?"): cząsteczki te są wystarczająco małe, aby przejść przez większość oczek filtra, ale nadal wystarczająco duże, aby przejść przez filtr w wyniku prędkości (która jest proporcjonalna do masy). Idealne połączenie. Dla porównania, 0,3 mikrona jest około 300 razy mniejsze niż średnica pojedynczego pasma ludzkich włosów.

Podsumowując, europejska norma EN 1822 słusznie oparła swoje testy na rozmiarze 0,3 μm nie dlatego, że jest to minimalny rozmiar filtracji, ale dlatego, że jest to najtrudniejszy rozmiar do filtrowania. W ten sposób norma ta gwarantuje testowanie i certyfikowanie minimalnej wydajności w oparciu o najgorszy możliwy scenariusz.

Ocena MERV	Filtr powietrza zatrzymuje cząsteczki o wielkości od 0,3 do 1,0 mikrona.	Filtr powietrza zatrzymuje cząsteczki o wielkości od 1,0 do 3,0 mikronów	Filtr powietrza zatrzymuje cząsteczki o wielkości od 3,0 do 10 mikronów	Typ filtra i usuwane cząsteczki
MERV 1	<20%	<20%	<20%	Siatka z włókna szklanego i aluminium pyłki, roztocza, farba w sprayu, włókna dywanów, sierść zwierząt domowych
MERV 2	<20%	<20%	<20%
MERV 3	<20%	<20%	<20%
MERV 4	<20%	<20%	<20%
MERV 5	<20%	<20%	20 - 34%	Filtry jednorazowe zarodniki pleśni, aerozole kuchenne, lakiery do włosów, pasty do mebli, domowe spraye czyszczące
MERV 6	<20%	<20%	35 - 49%
MERV 7	<20%	<20%	50 - 69%
MERV 8	<20%	<20%	70 - 85%
MERV 9	<20%	>50%	85% lub więcej	Filtry do skrzynek domowych pył ołowiowy, mąka, spaliny samochodowe, opary spawalnicze
MERV 10	<20%	50 - 64%	85% lub więcej
MERV 11	<20%	65 - 79%	85% lub więcej
MERV 12	<20%	80 - 90%	90% lub więcej	Filtry komercyjne bakterie, dym z pożarów, kropelki z dróg oddechowych
MERV 13	>75%	90% lub więcej	90% lub więcej
MERV 14	75 - 84%	95% lub więcej	95% lub więcej
MERV 15	85 - 94%	95% lub więcej	95% lub więcej
MERV 16	95% lub więcej	95% lub więcej	95% lub więcej
MERV 17	99.97%	99% lub więcej	99% lub więcej	HEPA i ULPA wirusy, drobne cząstki i ultradrobne cząstki
MERV 18	99.997%	99% lub więcej	99% lub więcej
MERV 19	99.9997%	99% lub więcej	99% lub więcej
MERV 20	99.99997%	99% lub więcej	99% lub więcej

Źródło ³

Badanie przeprowadzone przez NASA w 2016 roku wykazało, że filtry HEPA są bardzo skuteczne w wychwytywaniu cząstek o różnych rozmiarach. Wychwytują one wysoki procent nanocząstek, a także cząstek większych niż 0,3 μm, od największych cząstek aż do wielkości 0,01 ^μm4..

Ponadto filtry z certyfikatem HEPA zostały certyfikowane, co oznacza, że zostały przetestowane przez strony trzecie w celu zapewnienia ich skuteczności. Jest to bardzo rzadko spotykane w przypadku filtrów typu HEPA.

ZOBACZ NASZE PRODUKTY

Jakie rodzaje zanieczyszczeń odfiltrowują filtry HEPA?

Filtry HEPA są znane z wychwytywania szerokiej gamy zanieczyszczeń powietrza, w szczególności cząstek stałych i zanieczyszczeń biologicznych. Te doskonałe filtry są w stanie odfiltrować wszystkie drobne cząsteczki (do PM0,01), zarazki (bakterie, wirusy, pleśń i zarodniki) oraz alergeny (pyłki, roztocza).).

Przeprowadzono wiele badań koncentrujących się na skuteczności filtrów HEPA. Jedno z badań wykazało, że w obecności płonących świec i kadzideł, które są źródłem cząstek stałych (znanych również jako PM lub zanieczyszczenie drobnymi cząstkami ), użycie filtra HEPA znacznie zmniejsza stężenie PM. Badanie zaleca stosowanie filtracji HEPA w celu zapobieganianegatywnym skutkom zdrowotnym powodowanym przez PM (takim jak choroby układu oddechowego, choroby układu krążenia i wiele rodzajów raka), zwłaszcza PM2.⁵⁵..

Inne badanie podkreśla korzyści płynące z usuwania alergenów i drobnych cząstek zanieczyszczeń z powietrza w pomieszczeniach jako sposobu na zmniejszenie objawówchorób związanych z przewlekłym zanieczyszczeniem powietrza, zwłaszcza astmy i chorób układu krążenia. Badanie idzie jeszcze dalej, sugerując, że stosowanie oczyszczacza powietrza z filtrem HEPA może zapobiegać postępowi choroby we wszystkich grupach^wiekowych6..

Ostateczne badanie sfinansowane przez rząd francuski podczas pandemii COVID potwierdziło skuteczność oczyszczaczy powietrza z filtrem HEPA w eliminowaniu COVID z powietrza ze skutecznością 99,^9%7..

Ograniczenia filtrów HEPA

Filtry HEPA, choć służą jako doskonały sposób na wychwytywanie szerokiej gamy drobnych cząstek, nie są idealnymi rozwiązaniami typu "wszystko w jednym". Nie są w stanie usunąćlotnych związków organicznych (VOC), ponieważ mają one tendencję do odbijania się od włókien filtra. Nie są również w stanie usunąć ozonu w warstwie przyziemnej z powietrza, ponieważ ozon jest bardzo małą i prostą cząsteczką, która nie przywiera do włókien HEPA. Wreszcie, jeśli wychwytują zarazki, nie są w stanie ich zabić, ponieważ nie mają możliwości sterylizacji. Dlatego ważne jest, aby kupić urządzenie, które łączy w sobie różne technologie filtracji, w tym filtr HEPA.

W Eoleaf nasze filtry zawierają 8różnych technologii oczyszczania. Używamy innowacyjnej technologii wielowarstwowej, która została zaprojektowana w taki sposób, aby każda warstwa kompensowała słabości poprzedniej warstwy. Zapewnia to bardzo szerokie spektrum działania przeciwko wszystkim formom zanieczyszczeń. Stosujemy kilka technologii, które zwalczają lotne związki organiczne i ozon (w szczególności nasze filtry z węglem aktywnym i technologię fotokatalizy), a także zarazki (sterylizacja UVC).

Jak działa filtr HEPA?

Filtry HEPA mają podobny skład do masek FFP2 z różnymi przeplatającymi się włóknami naturalnymi. Maski FFP2 filtrują co najmniej 94% aerozoli, a także cząstki o średniej średnicy 0,6 μm(z odchyleniem od 0,1 do 1 μm). Dlatego filtry HEPA H13 oferują znacznie lepszą filtrację niż maska FFP2.

Filtry HEPA mogą przechwytywać cząstki za pomocą czterech różnych mechanizmów filtracji:

1. Oddziaływanie bezwładnościowe
• Włókna filtra wychwytują cząsteczki i kropelki, które są wystarczająco duże, zwłaszcza te większe niż 1μm.
• Te większe cząsteczki powietrza osadzają się bezpośrednio we włóknach filtra.
2. Bezpośrednie przechwytywanie
• Siła Van der Waalsa, inaczej znana jako międzycząsteczkowa siła przyciągania, przechwytuje cząsteczki i kropelki większe niż 0,1 μm.
• Cząsteczki te przechodzą przez filtr, gdy są zasysane przez oczyszczacz powietrza i przyklejają się do włókien filtra.
3. Dyfuzja Browna
• Cząsteczki o wielkości mniejszej niż 0,1 μm(takie jak aerozole), jedne z najmniejszych znanych cząsteczek, mają tak zwaną trajektorię Browna (losowy wzór ruchu).
• Ułatwia to ich wychwytywanie za pomocą siły Van der Waalsa, gdy uderzają o włókna filtra.
• W filtrze HEPA, gdy cząsteczki mniejsze niż 0,1 mikrona zderzają się ze sobą, są spowalniane.
• Dyfuzja Browna dodatkowo wydłuża czas przechodzenia cząsteczek przez filtr, zwiększając tym samym ich szanse na wychwycenie.
4. Siły elektrostatyczne
• Są to siły przyciągające, które przyciągają aerozole wirusowe do włókien filtra, gdzie są one następnie wychwytywane przez poprzednie mechanizmy.

Warto zauważyć, że oczyszczacze powietrza Eoleaf są wyposażone w filtry wstępne oprócz filtrów HEPA H13, jak pokazano poniżej. Filtry wstępne wychwytują większe cząsteczki, zanim do akcji wkroczy którakolwiek z pozostałych technologii filtracji, zapewniając dłuższą żywotność filtra oczyszczacza powietrza.

Utrzymanie funkcjonalnego, wydajnego oczyszczacza powietrza z Eoleaf

(Artykuł jest kontynuowany poniżej)

[PRODUKTY]

Jako eksperci w dziedzinie oczyszczania powietrza w pełni rozumiemy, jak produkty na dzisiejszym rynku oczyszczaczy powietrza mogą różnić się jakością, a tym samym ceną. Nasze produkty zostały opracowane z myślą o wysokiej jakości i wydajności na każdym etapie procesu projektowania.

Dla przykładu, wielu producentów dostarcza konsumentom jedynie informacje na temat teoretycznej wydajności filtra oczyszczacza powietrza, ale nie wydajności całego urządzenia. Tańsze oczyszczacze powietrza często przepuszczają powietrze przez małe szczeliny między filtrem a urządzeniem. Jest to wada produkcyjna: w rezultacie nie całe powietrze przechodzi przez włókna filtra HEPA, a część wydostaje się przez małą szczelinę bez przefiltrowania.

Dlatego wydajność oczyszczacza powietrza w dużej mierze zależy od sposobu zintegrowania filtra HEPA i jakości wykonania urządzenia. W Eoleaf dbamy o to, aby podczas procesu produkcji nie było żadnych nieszczelności między filtrem a jego obudową, ani między obudową a samym oczyszczaczem powietrza.

Wymiana filtrów

Nie można lekceważyć znaczenia regularnej wymiany filtrów! Jeśli oczyszczacz powietrza nie jest regularnie konserwowany, traci swoją skuteczność i sam może stać się źródłem zanieczyszczenia powietrza. Filtr, który jest nasycony zanieczyszczeniami, nie może i nie chroni przed zanieczyszczeniem powietrza. Co więcej, może on uwalniać zanieczyszczenia do otaczającego powietrza.

Oto kilka wskazówek dotyczących konserwacji filtrów i utrzymania urządzenia w optymalnym stanie technicznym:

• Filtr wstępny należy zazwyczaj czyścić raz w miesiącu.
• Filtr należy wymieniać co najmniej raz w roku. Eoleaf ma jeden filtr wielowarstwowy, co oznacza, że co roku wymagana jest tylko jedna łatwa wymiana filtra.
• Chroń się podczas wymiany filtrów, ponieważ zanieczyszczenia łatwo się rozpraszają! Podczas wymiany należy nosić maskę i rękawiczki, a po wymianie umyć ręce.
• Zaleca się, aby osoby o wysokiej wrażliwości na alergeny i astmatycy nie obsługiwali filtrów.

Zasoby

¹ Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom. (1996, styczeń). NIOSH Guide to the Selection and Use of Particulate Respirators (Przewodnik NIOSH dotyczący wyboru i stosowania masek przeciwpyłowych). The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). https://www.cdc.gov/niosh/docs/96-101/default.html.

² Prawdziwy filtr hepa a filtr HEPA: Jaka jest różnica? Sanalife. (2022, 2 września). https://www.sanalifewellness.com/blog/true-hepa-vs-hepa-filter-whats-the-difference

³ Oczyszczacze powietrza ISO-Aire. (2023). Co to jest ocena filtra powietrza Merv i jak wypada w porównaniu z filtrem HEPA? 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). Submicron and Nanoparticulate Matter Removal by HEPA-Rated Media Filters and Packed Beds of Granular Materials.

⁵ Dubey, S., Rohra, H., & Taneja, A. (2021). Ocena skuteczności oczyszczaczy powietrza (HEPA) do kontroli zanieczyszczenia cząstkami stałymi w pomieszczeniach. 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. Poprawa jakości powietrza w pomieszczeniach - przewaga filtra powietrza. Lung India. 2015 wrzesień-październik; 32 (5): 473-9. doi: 10.4103/0970-2113.164174. Erratum w: Lung India. 2016 Nov-Dec;33(6):705. PMID: 26628762; PMCID: PMC4587002.

⁷ Mazzola, D. (2021, 15 marca). 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