Очиститель воздуха

редактировать
Очиститель воздуха Sharp FU-888SV Plasmacluster. Тот же очиститель воздуха, крышка снята.

An очиститель воздуха или воздухоочиститель - это устройство, которое удаляет загрязняющие вещества из воздуха в помещении для улучшения качества воздуха в помещении. Эти устройства обычно продаются как полезные для людей, страдающих аллергией и астматиков, а также для уменьшения или устранения вторичного табачного дыма.

. Промышленные очистители воздуха производятся как либо небольшие автономные блоки, либо более крупные блоки, которые могут быть прикреплены к блоку обработки воздуха (AHU) или к блоку HVAC, используемому в медицинской, промышленной и коммерческой отраслях. Очистители воздуха также могут использоваться в промышленности для удаления примесей из воздуха перед обработкой. Для этого обычно используются адсорберы с переменным давлением или другие методы адсорбции.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Использование и преимущества очистителей
  • 3 Методы очистки
    • 3.1 Фильтрация
    • 3.2 Другие методы
  • 4 Проблемы потребителей
  • 5 Потенциальная опасность озона
  • 6 Промышленность и рынки
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

История

В 1830 году Чарльз Энтони Дин получил патент на устройство, состоящее из медного шлема с прикрепленным к нему гибким воротником и одежды. Длинный кожаный шланг, прикрепленный к задней части шлема, должен был использоваться для подачи воздуха, первоначальная идея заключалась в том, что он будет закачиваться с помощью двойного сильфона. Короткая труба позволяла дышать воздуху. Одежда должна была быть сделана из кожи или воздухонепроницаемой ткани и закреплена ремнями.

В 1860-х годах Джон Стенхаус подал два патента на применение впитывающих свойств древесного угля к очистке воздуха (патенты 19 июля 1860 г. и 21 мая 1867 г.), тем самым создав первый практичный респиратор.

. Несколько лет спустя Джон Тиндалл изобрел усовершенствованный пожарный респиратор - капюшон, который фильтрованный дым и ядовитые газы из воздуха (1871, 1874).

В 1950-х годах фильтры HEPA были коммерциализированы как высокоэффективные воздушные фильтры после того, как их начали использовать в 1940-х годах в США. Манхэттенский проект по контролю за переносимыми по воздуху радиоактивными загрязнителями.

Первый жилой HEPA-фильтр, как сообщается, был продан в 1963 году братьями Манфредом и Клаусом Хаммесами в Германии, которые создали Incen Air Corporation, которая была предшественницей IQAir корпорации.

Использование и преимущества очистителей

Dust, пыльца, домашние перхоть, плесень споры и пылевые клещи кал могут действовать как аллергены, вызывая аллергию у чувствительных людей. Дым , частицы и летучие органические соединения (ЛОС) могут представлять опасность для здоровья. Воздействие различных компонентов, таких как летучие органические соединения, увеличивает вероятность возникновения симптомов синдрома больного здания.

Джозеф Аллен, директор программы «Здоровые здания» Гарвардской школы общественного здравоохранения, рекомендует использовать в школьных классах очиститель воздуха с HEPA. фильтр как способ уменьшить передачу вируса COVID-19, заявив: «Портативные устройства с высокоэффективным фильтром HEPA и размером для соответствующей комнаты могут улавливать 99,97% частиц, переносимых по воздуху».

Методы очистки

очиститель воздуха под столом

Существует два типа технологий очистки воздуха: активные и пассивные. Активные очистители воздуха выбрасывают в воздух отрицательно заряженные ионы, вызывая прилипание загрязняющих веществ к поверхностям, в то время как в устройствах пассивной очистки воздуха используются воздушные фильтры для удаления загрязняющих веществ. Пассивные очистители более эффективны, поскольку вся пыль и твердые частицы постоянно удаляются из воздуха и собираются в фильтрах.

Можно использовать несколько различных процессов с различной эффективностью. используется для очистки воздуха. По состоянию на 2005 год наиболее распространенными методами были высокоэффективные воздушные фильтры (HEPA) и ультрафиолетовое бактерицидное облучение (UVGI).

Фильтрация

Воздушный фильтр очистка улавливает взвешенные в воздухе частицы за счет исключения размера. Воздух проходит через фильтр, и частицы физически улавливаются фильтром. Существуют различные фильтры, в том числе:

  • Высокоэффективные фильтры, задерживающие частицы (HEPA ), удаляют по меньшей мере 99,97% частиц размером 0,3 микрометра и обычно более эффективны при удалении более крупных частиц. Очистители HEPA, которые фильтруют весь воздух, поступающий в чистую комнату, должны быть расположены так, чтобы воздух не проходил мимо HEPA-фильтра. В пыльной среде фильтр HEPA может следовать за легко очищаемым обычным фильтром (предварительным фильтром), который удаляет более крупные загрязнения, так что фильтр HEPA нуждается в менее частой очистке или замене. Фильтры HEPA не выделяют озон или вредные побочные продукты в процессе эксплуатации.
  • Фильтры HVAC с MERV 14 или выше рассчитаны на удаление взвешенных в воздухе частиц размером 0,3 микрометра и более. Высокоэффективный фильтр MERV 14 имеет степень улавливания не менее 75% для частиц размером от 0,3 до 1,0 микрометра. Хотя скорость улавливания фильтра MERV ниже, чем у фильтра HEPA, центральная воздушная система может перемещать значительно больше воздуха за тот же период времени. Использование высококачественного фильтра MERV может быть более эффективным, чем использование высокомощного HEPA-устройства при небольшой стоимости первоначальных капитальных затрат. К сожалению, большинство печных фильтров устанавливаются на место без герметичного уплотнения , которое позволяет воздуху проходить вокруг фильтров. Эта проблема усугубляется для более эффективных фильтров MERV из-за увеличения сопротивления воздуха. Фильтры MERV с более высокой эффективностью обычно плотнее и увеличивают сопротивление воздуха в центральной системе, требуя большего падения давления и, как следствие, увеличения затрат на электроэнергию.

Другие методы

Очиститель воздуха
  • Ультрафиолетовый бактерицидный облучение - UVGI можно использовать для стерилизации воздуха, который проходит через УФ-лампы с принудительной подачей воздуха. Системы очистки воздуха UVGI могут быть отдельно стоящими блоками с экранированными УФ-лампами, которые используют вентилятор, чтобы пропустить воздух через УФ-свет. Другие системы устанавливаются в системах с принудительной подачей воздуха, так что циркуляция в помещении перемещает микроорганизмы мимо ламп. Ключом к этой форме стерилизации является размещение УФ-ламп и хорошая система фильтрации для удаления мертвых микроорганизмов. Например, системы принудительной подачи воздуха по своей конструкции препятствуют прямой видимости, тем самым создавая области окружающей среды, которые будут затемнены от УФ-излучения. Однако ультрафиолетовая лампа, размещенная на змеевиках и дренажном поддоне системы охлаждения, будет препятствовать образованию микроорганизмов в этих естественно влажных местах. Наиболее эффективный метод обработки воздуха, а не змеевиков - это системы проточных каналов, эти системы размещаются в центре канала и параллельно потоку воздуха.
  • Активированный уголь - это пористый материал, который может адсорбировать летучие химические вещества на молекулярной основе, но не удаляет более крупные частицы. Процесс адсорбции при использовании активированного угля должен достигать равновесия, поэтому может быть трудно полностью удалить загрязнения. Активированный уголь - это просто процесс преобразования загрязняющих веществ из газовой фазы в твердую фазу, когда обостренные или нарушенные загрязняющие вещества могут быть регенерированы в источниках воздуха внутри помещений. Активированный уголь можно использовать при комнатной температуре, и он имеет долгую историю коммерческого использования. Обычно он используется в сочетании с другими технологиями фильтрации, особенно с HEPA. Другие материалы также могут поглощать химические вещества, но при более высоких затратах.
  • В электронных воздухоочистителях с поляризованными средами используются активные электронно-усиленные среды для объединения элементов как электронных воздухоочистителей, так и пассивных механических фильтров. В большинстве электронных воздухоочистителей с поляризацией используется безопасное постоянное напряжение 24 В для создания поляризующего электрического поля. Большинство частиц в воздухе имеют заряд, а многие даже биполярны. Когда частицы в воздухе проходят через электрическое поле, поляризованное поле переориентирует частицу, чтобы она прилипла к одноразовой подушке из волокнистого материала. Ультратонкие частицы (UFP), которые не собираются при первом прохождении через подушку со средой, поляризуются и агломерируются с другими частицами, запахом и молекулами ЛОС и собираются при последующих проходах. Эффективность электронных воздухоочистителей с поляризованными средами повышается по мере их загрузки, обеспечивая высокоэффективную фильтрацию с сопротивлением воздуха, как правило, равным или меньшим, чем у пассивных фильтров. Технология поляризованных сред является неионизирующей, что означает, что озон не образуется.
  • Фотокаталитическое окисление (PCO) - это новая технология в индустрии отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Помимо перспективы повышения качества воздуха в помещении (IAQ), он имеет дополнительный потенциал для ограничения поступления некондиционированного воздуха в пространство здания, тем самым предоставляя возможность достичь экономии энергии по сравнению с предыдущими предписывающими проектами. По состоянию на май 2009 г. данные Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли не вызывали больше споров о том, что PCO может значительно увеличить количество формальдегида в реальных помещениях. Как и в случае с другими передовыми технологиями, проектировщику HVAC следует применять разумные инженерные принципы и методы, чтобы гарантировать надлежащее применение технологии. Фотокаталитические системы окисления способны полностью окислять и разлагать органические загрязнители. Например, летучие органические соединения, обнаруженные в низких концентрациях в пределах нескольких сотен ppmv или менее, наиболее вероятно будут полностью окислены. (PCO) использует коротковолновый ультрафиолетовый свет (UVC), обычно используемый для стерилизация, чтобы активировать катализатор (обычно диоксид титана (TiO2)) и окислить бактерии и вирусы. Воздуховоды PCO могут быть установлены в существующую систему с принудительной подачей воздуха HVAC. PCO не является фильтрующей технологией, так как не улавливает и не удаляет частицы. Иногда его используют вместе с другими технологиями фильтрации для очистки воздуха. Лампы для УФ-стерилизации необходимо заменять примерно раз в год; производители могут потребовать периодическую замену в соответствии с условиями гарантии. Системы фотокаталитического окисления часто имеют высокие коммерческие затраты.
Связанная технология, имеющая отношение к очистке воздуха, - это фотоэлектрохимическое окисление (PECO) Фотоэлектрохимическое окисление. Хотя технически это тип PCO, PECO включает электрохимические взаимодействия между материалом катализатора и химически активными частицами (например, путем размещения катодных материалов) для повышения квантовой эффективности; Таким образом, можно использовать УФА-излучение с меньшей энергией в качестве источника света и при этом достичь повышенной эффективности.
  • В очистителях ионизатора используются заряженные электрические поверхности или иглы для генерации электрически заряженных ионов воздуха или газа . Эти ионы прикрепляются к находящимся в воздухе частицам, которые затем электростатически притягиваются к заряженной пластине коллектора. Этот механизм производит следовые количества озона и других окислителей в качестве побочных продуктов. Большинство ионизаторов производят менее 0,05 ppm озона, что является стандартом промышленной безопасности. Есть два основных подразделения: безвентиляторный ионизатор и вентиляторный ионизатор. Безвентиляторные ионизаторы бесшумны и потребляют мало энергии, но менее эффективны при очистке воздуха. Ионизаторы на основе вентилятора очищают и распределяют воздух намного быстрее. Стационарные бытовые и промышленные очистители-ионизаторы называются электростатическими осадителями.
  • Технология иммобилизованных ячеек удаляет микрочастицы из воздуха, притягивая заряженные частицы к биореактивной массе или биореактору, который ферментативно делает их инертными.
  • Генераторы озона предназначены для производства озона и иногда продаются как очистители воздуха для всего дома. В отличие от ионизаторов, генераторы озона предназначены для производства значительного количества озона, сильного окислителя газа, который может окислять многие другие химические вещества. Единственное безопасное использование генераторов озона - в незанятых комнатах, используя коммерческие генераторы озона «шоковой обработки», которые производят более 3000 мг озона в час. Подрядчики по реставрации используют эти типы генераторов озона для удаления запахов дыма после пожара, затхлого запаха после затопления, плесени (включая токсичные плесени ) и зловония, вызванного разложением плоти, которое невозможно удаляется отбеливателем или чем-то еще, кроме озона. Однако вдыхать озон - вредно для здоровья, и следует проявлять особую осторожность при покупке комнатного очистителя воздуха, который также производит озон.
  • Технология диоксида титана (TiO 2) - наночастицы TiO 2 вместе с карбонатом кальция для нейтрализации любых кислых газов, которые могут адсорбироваться, смешивают в слегка пористой краске. Фотокатализ инициирует разложение переносимых по воздуху загрязнителей на поверхности.
  • Термодинамическая стерилизация (TSS) - в этой технологии используется тепловая стерилизация через керамический сердечник с микрокапиллярами, которые нагреваются до 200 ° C (392 ° F). Утверждается, что 99,9% микробиологических частиц - бактерий, вирусов, аллергенов пылевых клещей, споры плесени и грибов - сжигаются. Воздух проходит через керамический сердечник в результате естественного процесса конвекции воздуха, затем охлаждается с помощью теплообменных пластин и выпускается. TSS не является технологией фильтрации, так как не улавливает и не удаляет частицы. Утверждается, что TSS не выделяет вредных побочных продуктов (хотя побочные продукты частичного термического разложения не рассматриваются), а также снижает концентрацию озона в атмосфере.

Проблемы потребителей

Другие аспекты воздухоочистителей - это опасные газообразные побочные продукты, уровень шума, частота замены фильтров, потребление электроэнергии и внешний вид. Производство озона типично для очистителей воздуха с ионизацией. Хотя высокая концентрация озона опасна, большинство ионизаторов воздуха производят небольшие количества (<0,05 ppm). Уровень шума очистителя можно узнать в отделе обслуживания клиентов, и он обычно указывается в децибелах (дБ). У большинства очистителей низкий уровень шума по сравнению со многими другими бытовыми приборами. Частота замены фильтров и потребление электроэнергии являются основными эксплуатационными расходами для любого очистителя. Есть много типов фильтров; некоторые из них можно чистить водой, вручную или с помощью пылесоса, в то время как другие необходимо заменять каждые несколько месяцев или лет. В США некоторые очистители сертифицированы как Energy Star и являются энергоэффективными..

Технология HEPA используется в портативных очистителях воздуха, поскольку она удаляет распространенные аллергены, переносимые по воздуху. Министерство энергетики США содержит требования, которые производители должны выполнять, чтобы соответствовать требованиям HEPA. Спецификация HEPA требует удаления не менее 99,97% загрязняющих веществ, переносимых по воздуху размером 0,3 микрометра. Продукты, заявленные как «HEPA-тип», «HEPA-подобный» или «99% HEPA», не удовлетворяют этим требованиям и, возможно, не были протестированы в независимых лабораториях.

Очистители воздуха могут оцениваться по множеству факторов, включая Скорость подачи чистого воздуха (которая определяет, насколько хорошо воздух был очищен); эффективное покрытие территории; воздухообмен в час ; использование энергии; и стоимость сменных фильтров. Два других важных фактора, которые следует учитывать, - это ожидаемый срок службы фильтров (измеряется в месяцах или годах) и шум, производимый (измеряемый в децибел ) различными настройками, на которых работает очиститель. Эта информация доступна у большинства производителей.

Потенциальная опасность озона

Как и в случае с другими приборами, связанными со здоровьем, существуют разногласия по поводу заявлений некоторых компаний, особенно в отношении ионных очистителей воздуха. Многие очистители воздуха генерируют некоторое количество озона, энергетический аллотроп из трех атомов кислорода и, в присутствии влажности, небольшие количества NOx. Из-за характера процесса ионизации ионные очистители воздуха обычно генерируют больше всего озона. Это серьезная проблема, потому что озон является загрязнителем воздуха критериям, регулируемым федеральными стандартами США и стандартами штата в области здравоохранения. В контролируемых экспериментах во многих случаях концентрации озона были значительно выше уровней общественной и / или промышленной безопасности, установленных Агентством по охране окружающей среды США, особенно в плохо вентилируемых помещениях.

Озон может повредить легкие, вызывая поражение грудной клетки. боль, кашель, одышка и раздражение горла. Он также может усугубить хронические респираторные заболевания, такие как астма, и поставить под угрозу способность организма бороться с респираторными инфекциями даже у здоровых людей. Люди, страдающие астмой и аллергией, наиболее предрасположены к побочным эффектам высоких уровней озона. Например, повышение концентрации озона до небезопасного уровня может повысить риск приступов астмы.

В связи с низкой производительностью и потенциальными рисками для здоровья Consumer Reports не рекомендует использовать очистители воздуха, производящие озон. IQAir, образовательный партнер Американской ассоциации легких, был лидером отрасли против технологий очистки воздуха, производящих озон.

Генераторы озона, используемые для шоковой обработки (пустые помещения), которые необходимы подрядчикам по устранению дыма, плесени и запаха, а также компаниям, занимающимся очисткой места преступлений для окисления и постоянного удаления дыма, плесени и запаха повреждения считаются ценным и эффективным инструментом при правильном использовании в коммерческих и промышленных целях. Тем не менее, появляется все больше свидетельств того, что эти машины могут производить нежелательные побочные продукты.

В сентябре 2007 года Калифорнийский совет по воздушным ресурсам объявил о запрете устройств для очистки воздуха в помещениях, которые производят озон сверх установленного законом предела. Этот закон, вступивший в силу в 2010 году, требует тестирования и сертификации всех типов устройств для очистки воздуха в помещениях, чтобы убедиться, что они не выделяют чрезмерного количества озона.

Промышленность и рынки

По состоянию на 2015 год, общий адресный рынок бытовых очистителей воздуха в США оценивался примерно в 2 миллиарда долларов в год.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-09 21:06:44
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте