Фильтр HEPA H12 в пылесос (тип s-filter)

Для тех, кто не любит длиннопосты, сразу пишу главное и неочевидное о HEPA-фильтре:

HEPA-фильтр может задерживать частицы всех размеров

Пыль задерживается в HEPA-фильтре практически навсегда. Пылесосить/мыть HEPA практически бесполезно – только менять.

Со временем эффективность HEPA-фильтра только растет. Хотя и растет воздушное сопротивление.

Это высокоэффективные фильтры, главная цель которых – удалять из воздуха мелкодисперсные частицы, в том числе PM2.5 и PM10 (с диаметром менее 2,5 и 10 мкм соответственно). HEPA – это не бренд и не марка, а класс фильтров, который определяется международным и национальным стандартами ЕН 1822-1:2009 и ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010.

Давайте посмотрим на HEPA-фильтр В«с расстояния вытянутой рукиВ», расскажем про принцип его работы и основные эффекты, благодаря которым происходит осаждение частиц на фильтре.

Основа любого HEPA-фильтра – хаотично расположенные волокна разной толщины, примерно 0,5-5 мкм. Расстояние между волокнами – порядка 5-50 мкм. Диаметр мелкодисперсных частиц – в пределах нескольких микрон или даже нескольких долей микрона. Возникает вопрос: как фильтр с такими большими порами задерживает такие мелкие частицы?

Обычно мы представляем фильтр в виде рыболовной сети или сачка: если фильтруемый объект больше ячейки, он застревает. Этот механизм называется эффектом сита (straining). Он работает для частиц, диаметр которых превышает размер пор в фильтре. На упрощенной модели эффект сита выглядит так:

Волокна фильтра представляются в виде цилиндров, расположенных поперек воздушного потока. Сам поток считается безвихревым. Модель частицы – шар с радиусом R. Если 2R больше расстояния между волокнами, частица застревает в фильтре. Чем крупнее частица, тем вероятнее она застревает в волокнах. Поэтому для крупных частиц эффект сита работает лучше:

На графике нет привязки к конкретным размерам, так как фильтры с разной толщиной волокон и разной плотностью упаковки будут задерживать разные фракции частиц. Форма кривой будет примерно той же, но она может В«плаватьВ» по горизонтальной шкале. Например, для фильтра грубой очистки класса G кривая будет располагаться правее, чем для фильтра тонкой очистки класса F. В фильтрах HEPA эффект сита тоже наблюдается. И если бы HEPA работал только по этому механизму, то кривая его эффективности выглядела бы примерно так же. Однако на деле она выглядит совсем по-другому:

По графику видно, что HEPA-фильтр задерживает частицы любого размера. И если эффективная фильтрация крупных частиц (около 5 мкм и больше) происходит по механизму сита, то фильтрация мелкодисперсных фракций (порядка 1-0,01 мкм) имеет другую природу.

Как HEPA-фильтр В«ловитВ» мелкодисперсную пыль?

Основное отличие HEPA от фильтров грубой и тонкой очистки в том, что для фильтрации частице не обязательно застревать в волокнах. Если пылинка просто коснулась фильтровального материала, этого уже достаточно для и эффективного осаждения. Это связано с двумя процессами: адгезией и аутогезией.

Адгезия – это взаимодействие пыли с осаждающей поверхностью, в нашем случае с волокнами HEPA. Благодаря адгезии на чистых волокнах появляется первый слой пыли.

Аутогезия, или слипаемость – это взаимодействие пылевых частиц между собой. Благодаря аутогенному взаимодействию частицы продолжают наслаиваться друг на друга, образуя на волокнах многослойные конгломераты. Выглядят они так:

Природа адгезии и аутогезии – в молекулярном взаимодействии частиц друг с другом и с волокнами (силы Ван-дер-Ваальса). Эти силы появляются на расстоянии от одного до нескольких сот диаметров частиц. Для мельчайших частиц притяжение к волокну и пылевому слою настолько большое, что частицы оседают в HEPA-фильтре фактически навсегда. Цифры это подтверждают: для частиц меньше 10 мкм прочность пылевого слоя на разрыв – больше 600 Па.

Итак, из-за сил притяжения частица практически намертво прилипает к волокну HEPA-фильтра, стоит только коснуться его поверхности. Это объясняет удерживание частиц на фильтре, но по-прежнему нет ответа на вопрос:

Как мельчайшие частицы касаются волокна HEPA-фильтра?

Как мы выяснили, эффект сита тут ни при чем – мельчайшие частицы свободно пролетают через поры. В фильтрах НЕРА действуют другие механизмы.

Любая частица удерживается в воздушном потоке, и, если в фильтре не возникают силы, отклоняющие частицу от линии тока воздуха в сторону волокна, то осаждения не будет. В результате частица проскочит через фильтр вместе с потоком. Поэтому вопрос В«Как частицы касаются волокна?В» можно перефразировать: В«Как частицы выходят из воздушного потока?В» И ответ на него будет разным, в зависимости от размера и массы частицы.

Самые мелкие частицы (с диаметром меньше 0,1 мкм) обладают небольшой массой и постоянно находятся в хаотичном броуновском движении. Их траектория постоянно колеблется относительно линии тока воздуха. В ходе колебаний частица выходит из потока, касается волокна и осаждается. Это эффект диффузии:

Более крупные частицы (с диаметром больше 0,3 мкм) весят больше, поэтому их колебания относительно линии тока меньше либо отсутствуют вообще. Такие частицы осаждаются по другому механизму. На модели видно, что линии воздушного потока искривляются вблизи волокна, огибая препятствие. Крупные и тяжелые частицы за счет инерции выходят из воздушного потока, сталкиваются с волокном и осаждаются. Это эффект инерции:

Диффузионный и инерционный эффекты дополняют друг друга: один отвечает за фильтрацию самых мелких частиц, другой – более крупных.

Сложнее всего посадить на волокно частицы с В«промежуточнымВ» размером. Их инерция еще недостаточно большая, а диффузия уже работает слабо, так как колебания их траектории относительно линии тока уже не такие сильные. Поэтому такие частицы с большей вероятностью остаются в потоке и огибают волокна вместе с воздухом. Их называют частицами с максимальной проникающей способностью, Most Penetrating Particle Size (MPPS). И для их осаждения наибольшее значение имеет последний механизм – эффект зацепления:

Эффект зацепления работает, когда частица приблизилась к поверхности волокна на расстояние своего радиуса. Такого касания достаточно для ее осаждения. Этот механизм работает не только для MPPS. Он универсальный и действует для частиц любого размера. Пылинки могут оставаться в воздушном потоке, совершать диффузионные колебания относительно линии тока или вылетать из потока благодаря инерции – в любом случае, если частица коснулась волокна, она осаждается.

Эффективность этого механизма зависит от размера частицы. Чем больше частица, тем вероятнее она коснется волокна. В этом эффект зацепления похож на эффект сита, потому и график почти одинаковый (естественно, с привязкой в другому диапазону частиц).

В действительности в HEPA-фильтре на частицу одновременно действуют все механизмы, поэтому общая эффективность HEPA-фильтра равняется сумме вкладов каждого эффекта:

О·общая = О·сита + О·зацепления + О·инерции + О·диффузии

Если постоянно нагружать HEPA аэрозолем с крупными частицами, то срок работы фильтра значительно сокращается. Это происходит из-за эффекта сита: крупные частицы быстро забивают фильтр и снижают его проницаемость. Чтобы избежать эффекта сита, перед HEPA-фильтром устанавливают один или несколько префильтров более низкого класса: G и/или F. Они защищают HEPA от преждевременного засорения. Если префильтры стоят, то HEPA работает строго В«по специальностиВ» — фильтрация мелкодисперсных частиц. Таким образом, остаются три эффекта:

О·общая = О·зацепления + О·инерции + О·диффузии

Если сложить все три графика эффективности для каждого механизма, то получим ту самую кривую общей эффективности HEPA-фильтра, которую мы показывали в начале статьи:

Как видим в диапазоне MPPS (примерно от 0,1 до 0,3 мкм) общая эффективность HEPA-фильтра В«падает в ямуВ». И именно по MPPS измеряют общую эффективность. HEPA-фильтра класса H10 (по новой номенклатуре E10) работает с эффективностью более 85%, а фильтра класса H11 (E11) – более 95%. Это значит, что в HEPA-фильтре E11 осаждаются 95 из 100 частиц MPPS. При этом остальные частицы осаждаются с вероятностью почти 100%, но итоговую эффективность принято указывать по MPPS, 95%.

От чего зависит эффективность HEPA-фильтра?

Эффективность HEPA зависит не только от размеров фильтруемых частиц, но и от параметров самого фильтра:

Диаметр волокон в HEPA-фильтре

Плотность упаковки волокон

Материал волокон

При осаждении частиц уменьшается расстояние между волокнами:

В результате площадь волокон увеличивается, и с этим связан парадоксальный факт: со временем эффективность HEPA не уменьшается, а растет. С другой стороны, при загрязнении уменьшается проницаемость фильтра, увеличивается его сопротивление, растет перепад давления на фильтре и, как следствие, уменьшается производительность прибора, в котором тот установлен. Если фильтр забился полностью и производительность прибора упала почти до нуля, единственный выход – заменить фильтр. Частота замены зависит от емкости фильтра. Этот показатель определяет, как много пыли сможет осадить HEPA, прежде чем перепад давления на нем станет критическим.

Теперь, когда мы имеем представление о HEPA-фильтре, соберем по пунктам принцип его работы:

В фильтр попадает воздушный поток с пылинками разного размера, от 10 мкм и меньше

Крупные частицы выходят из воздушного потока благодаря эффекту инерции, мелкие частицы – благодаря эффекту диффузии

На фильтре оседают все частицы, которые вышли из потока и коснулись волокна

На волокне частицы прочно удерживаются благодаря силам притяжения (Ван-дер-Ваальса)

Также соберем в одном месте все неочевидные факты о HEPA-фильтре:

HEPA-фильтр может задерживать частицы всех размеров

Пыль задерживается в HEPA-фильтре практически навсегда. Пылесосить/мыть HEPA практически бесполезно – только менять.

Со временем эффективность HEPA-фильтра только растет. Хотя и растет воздушное сопротивление.

https://habr.com/ru/company/tion/blog/385461/

190

НЕРА-фильтры делают воздух чище, избавляя от даже самых маленьких частиц пыли, аллергенов. Фильтры отличаются друг от друга и разделяются на пять групп. В чём их отличие и как правильно выбрать фильтр, расскажем в нашей статье.

Содержание

Для начала поясним, для чего необходимы фильтры, о которых пойдёт речь. Дело в том, что воздух загрязнён различными вредными веществами с предприятий, от машин и т.п. Фильтры прекрасно помогают сделать воздух чище, освободив его от вредных примесей.

Подобные фильтры разделяют на группы. Важным свойством при распределении является степень очищения воздуха.

О каждой группе рассказано в существующих международных и национальных госстандартах.

Подробнее о них:

1. ГОСТ en 779-2014, а так же en 779:2012 «О фильтрах общего значения. Разъяснение их тех. свойств»;

2.  ГОСТ en 1822-1-2010 «Фильтры высокой эффективности очищения воздуха, такие как «epa», «heap», «Ultra»;

3. ГОСТ 51251-99 «Фильтры очищения воздуха. Их систематизация, маркирование».

Различают фильтры:

— с невысокими требованиями к чистоте воздуха (грубое очищение).

Подобные фильтры помогают очищать воздух от больших частиц, таких как песок. Избавляет от шерсти животных, живущих дома. Подразделяются на четыре группы: G1,2,3,4, (ГОСТ) и EU1,2,3,4 (европейский стандарт). В данном случае, большее количество пыли удерживает фильтр самого высокого класса (от 61% до 91%).

— с высоким требованием к чистоте воздуха (тонкое очищение).

Такие фильтры предназначены для очистки воздуха от пыльцы, грибов микроскопического строения, то есть от мелкой пыли. Так же делятся на группы, их всего пять: F5,6,7,8,9; (ГОСТ) и EU5,6,7,8,9; (европейский стандарт). Удерживают от 81% до 96%. Больше пыли удержит фильтр самого высокого класса.

— фильтры высокой эффективности. К ним относятся – НЕРА.

НЕРА избавляют от пыли, вещества антигенной породы, микроорганизмов и плохих ароматов, делая воздух, которым мы дышим, чище и безопаснее. Их всего пять классов: Н10,11,12,13,14 (по ГОСТу и по европейскому стандарту). Не пропускают от 86% до 99,6% пыли и вредных веществ. Большее количество пыли не пропускает самый высокий класс.

— ULPA — высокоэффективные фильтры.

Прекрасно очищают воздух, но в отличие от НЕРА-фильтров имеют возможность удерживать частицы ещё меньшего размера: опасные мельчайшие микробы, частицы высокой радиоактивности. Подразделяются на 3 класса. Это U15,16 и 17.  Удерживают от 99,1 % до 99,96%. Большее количество вредных частиц будет задерживать фильтр самого высшего класса.Всё о НЕРА-фильтрах.

Состоит он из корпуса пластикового или, изготовленного из металла, и очищающего материала, выполненного в виде гармошки. Толщиной очищающее волокно примерно от 0,5 микрон до 5 микрон. Между волокнами очень маленькое расстояние поэтому когда вентилятор прогоняет воздух через встроенный фильтр, опасные частицы пыли остаются в этих волокнах.

Фильтр НЕРА имеет возможность не пропускать частицы от 0,029 микрон. Такой фильтр с лёгкостью может справиться, к примеру, даже с пылевыми клещами. Конечно, с течением времени, необходимо фильтр менять. Это связано с тем, что в фильтре накапливается большое количество пыли, что сказывается на эффективности его работы. Менять фильтр нужно один или два раза в год. Два раза рекомендуется менять фильтр, если в квартире проживает аллергик.

Отличие по классам НЕРА-фильтров

Класс	Результативность очистки
Фильтр H10	Не меньше, чем 86%
Фильтр H11	Не меньше, чем 96%
Фильтр H12	Не меньше, чем 99,6%
Фильтр H13	Не меньше, чем 99,96%
Фильтр H14	Не меньше, чем 99,996%

Н 12, а так же Н 13 можно установить у врача, на заводе, выпускающем электронные устройства. Фильтр класса Н14 используются не для очистки воздуха, так как им тяжело пользоваться. В квартире или в небольшом офисе мы рекомендуем устанавливать класс Н11. В таких помещениях множество загрязняющих веществ это пыльца растений, шерсть, клещи домашней пыли. Их длина около 1 микрона. Фильтры НЕРА любого класса с лёгкостью от них избавят воздух в вашем помещении.

Если вы решили приобрести НЕРА-фильтры, рекомендуем вам учесть:

• Величину: лучше купить фильтр больших параметров, так как фильтры небольшие быстро заполняются собранными частицами.
• Имеющиеся складки.  Они должны быть расположены одинаково по всей площади фильтра. Тогда воздух будет идти по фильтру беспрепятственно.
• Систему многоступенчатой очистки. Не так быстро засоряются и работают долгое время приборы, в которых встроены несколько фильтров.

• Цена: $6.45 ($4.45)

Пришло время замены HEPA фильтра на пылесосе, но так как оригинал дорогой, решила посмотреть на заменители в Китае. Пока выбирала, появилась возможность взять фильтр на обзор. Подробности под катом Пришел фильтр в обычном прозрачном пакете.

Фильтр рядом с оригиналом Оригинал моющийся, но мойка особо не помогает У оригинала фильтрующая часть из фторопласта (должна быть, так как моющийся) В заменителе фильтрующая часть из стекловолокна (одноразовый) Размеры такие же как и у оригинала Устанавливаем в пылесос Проверить степень очистки конечно я не смогу, но пылесосу «дышать» стало легче. Старый фильтр сложно было удержать руками (без крышки), новый фильтр можно держать руками. Покупать или не покупать, решать вам, за 6 долларов на али продаются комплекты по 2шт (думаю что такие же). Каких то изменений при уборке я не заметила, все работает как и работало, только пылесос стал меньше греться, для чего собственно и был заменен фильтр. Пользуюсь пылесосом philips fc9174 и одноразовыми антиаллергенными мешками philips s-bag Одного мешка хватает на 3-4 месяца (уборка квартиры на 60 кв.м.), предмоторный фильтр стираю при каждой замене мешка и он можно сказать чистый, мешки очень хорошо удерживают пыль. Возможно кто-то выбирает себе пылесос и такая информация будет полезна. По сути вам нужно 4 раза в год вынести полный мешок, как раз в упаковке 4 мешка (7$ упаковка) и пусть раз в год поменять hepa фильтр. Вполне недорого, при этом получаете мощный пылесос и минимум забот. Цена с купоном BGJune — $4.45 Спасибо за внимание и удачных покупок! Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта. Используемые источники:

• https://pikabu.ru/story/chto_takoe_hepafiltr_printsipyi_rabotyi_i_neochevidnyie_faktyi_7145361
• https://sbair.ru/razlichie-heppa-filtrov/
• https://mysku.ru/blog/china-stores/52376.html