Воздушные фильтры
Воздушные фильтры — это устройства, используемые для сведения к минимуму или удаления нежелательных частиц из воздуха. Это может быть воздух, протекающий в системе вентиляции, или воздух, движущийся через открытое внутреннее пространство. Промышленные системы фильтрации воздуха улучшают качество воздуха в помещениях и продлевают срок службы машин, двигателей и оборудования.
Воздушные фильтры можно использовать везде, где требуется очистка воздуха. Поскольку загрязнение воздуха можно найти практически повсюду, воздушные фильтры пользуются довольно большим спросом. Фильтры применяются на самых разных производствах: при очистке сточных вод, производстве нефти и газа, бумаги и пластика, удобрений, в авиакосмической промышленности, фармацевтическом производстве и многом другом.
В этих отраслях производители полагаются на воздушные фильтры. Однако воздушные фильтры также важны для использования в доме и вокруг него, например, в печах, пылесосах, кондиционерах и увлажнителях.
Особенно полезно использование воздушных фильтров в домашних условиях, в которых есть домашние животные или чрезмерное количество плесени, грибка и пыли, вызывающих аллергические симптомы. Воздушные фильтры помогают очищать воздух и удалять эти вызывающие аллергию частицы, позволяя домовладельцам и их семьям легче дышать.
Включение фильтров в систему кровообращения особенно важно для людей, склонных к астме или людей с затрудненным дыханием. Кроме того, в медицине фильтры могут использоваться для удаления бактериальных и вирусных микробов и инфекций, которые переносятся через молекулы воздуха.
История появления воздушных фильтров
Концепция воздушных фильтров зародилась в 16 веке, когда рабочие начали носить защитные воздушные респираторы над носом и ртом, чтобы предотвратить вдыхание вредных паров, паров, газов или частиц пыли. На протяжении 1700-1918 годов такие инженеры, как Александр фон Гумбольдт и Льюис П. Хаслетт, работали над респираторами с очисткой воздуха. Изобретение Хаслетта, названное «Легочным протектором», фильтрует пыль с помощью увлажненной шерсти и одностороннего клапана с заслонкой.
В конце 1940-х годов Химическая корпорация армии США и Комиссия по атомной энергии США вместе разработали первый фильтр HEPA (высокоэффективный воздушный фильтр для твердых частиц). Сначала его назвали «коллективные защитные фильтры», они разработали фильтры HEPA для защиты от радиоактивных химических агентов.
После окончания Второй мировой войны правительство США рассекретило технологию фильтрации HEPA и производители начали производить ее для бытового и коммерческого использования. В то время как первые фильтры HEPA были сделаны из компонентов асбеста, к концу 50-х годов от этого ингредиента отказались, поскольку он опасен для здоровья.
В 1960-х годах, получив жалобы на дефектные фильтры, Комиссия по атомной энергии ввела проверку качества. В 1963 году немецкий инженер-механик Клаус Хаммес вместе со своим братом Манфредом разработали первый фильтр чистого воздуха для бытовых духовок.
Фильтры состояли из фильтрующей прокладки и магнитов, которые позволяли пользователям прикреплять ее к выпускному отверстию для воздуха. Он улавливал пыль в холодном воздухе при входе в духовку и нагревании, уменьшая «скопление черной пыли» на стенках печи.
По мере того как потребители начали замечать, что использование фильтров также снижает их аллергию и астму, популярность системы Hammes росла. После этого компания Hammes разработала аналогичные системы фильтрации для другого отопительного оборудования, такого как радиаторы и системы воздушного отопления и охлаждения.
В последующие десятилетия инженеры продолжали находить новые фильтрующие материалы. Чем больше исследователи узнают о вредных частицах и веществах, которые существуют в воздухе, тем больше воздушных фильтров играет важную роль в долгосрочном здоровье общества. Сегодня воздушные фильтры предлагают широкий диапазон уровней фильтрации для бесчисленных сред.
Состав и назначение воздушных фильтров
Производители воздушных фильтров производят свою продукцию из самых разных материалов. К ним относятся ткани, бумага, металл, пластик и альтернативы, такие как древесный уголь.
Выбор того, какие они используются, полностью зависит от предназначения воздушного фильтра. Например, ткани выбираются для использования с твердыми частицами, проходящими через газ. Часто тканевые фильтры, такие как фильтровальные мешки, используются снова и снова.
Бумага, с другой стороны, выбирается, когда клиентам требуется вариант одноразового фильтра. Между тем, такие металлы, как нержавеющая сталь, могут использоваться в качестве фильтрующих сеток для более тяжелых условий фильтрации.
Пластмассы используются в электростатических фильтрах для создания естественного статического заряда от трения, которое притягивает частицы пыли.
Наконец, производители выбирают фильтрующие материалы, такие как активированный уголь или древесный уголь, для работы с водой. Углеродный элемент вызывает химические реакции внутри самого фильтра, притягивая и удаляя вредные элементы из воздуха.
При определении наиболее подходящего типа фильтра для любого конкретного применения производители учитывают ряд факторов, связанных с применением.
К ним относятся: требуемая эффективность фильтрации (определяется размером волокон фильтра, плотностью волокон в фильтре и скоростью воздуха, проходящего через фильтр), размером и плотностью улавливаемых частиц, возможно клей, а также доступное пространство и ограничения мощности.
Обратите внимание, что плотные фильтры улавливают больше частиц и, следовательно, обеспечивают более высокий уровень очистки воздуха, но также требуют большей мощности, чтобы пропускать воздух через фильтр.
Большинство производителей предлагают вам индивидуальные параметры, в том числе связанные с длиной фильтра, толщиной фильтра, шириной фильтра и формой рамки.
Типы воздушных фильтров
Обычно системы фильтрации воздуха делятся на две категории: электрические и механические. Однако существует множество других типов систем фильтрации воздуха, которые предлагают определенные функции.
Стекловолоконный фильтр с плоскими панелями
Эти фильтры имеют средний уровень эффективности с рейтингом от 1 до 4. Прочный металлический корпус защищает фильтр от поломки. Эти фильтры подходят для улавливания крупных элементов, переносимых по воздуху, но не мелких элементов, таких как пыль или бактерии.
Гофрированный фильтр
Одноразовые гофрированные фильтры из полиэстера могут улавливать как мелкие, так и большие элементы, и благодаря этой функциональности они имеют рейтинг от 7 до 13. Такой высокий уровень эффективности делает гофрированные фильтры идеальным выбором для домашнего и коммерческого использования. Они очень близки к уровню эффективности фильтров HEPA, но доступны по более низким ценам.
Фильтр HVAC
Высокоэффективные улавливатели твердых частиц/воздушные фильтры — это устройства с рейтингом эффективности от 14 до 16. Они обеспечивают более высокое сопротивление воздушному потоку и поддерживают бесшумную работу. Фильтры HVAC широко используются в бытовых или коммерческих системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).
HEPA фильтр
HEPA-фильтры обеспечивают лучшее качество воздуха. Согласно отраслевым стандартам, они могут удалить 99,97% всех элементов из воздуха в помещении. Эти устройства имеют рейтинг эффективности от 17 до 20. Фильтры HEPA часто устанавливаются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, больничных операционных и фармацевтических учреждениях, где они в основном удаляют аллергены и другие раздражители из воздуха.
ULPA фильтр
Фильтр ULPA (сверхнизкий уровень твердых частиц в воздухе) похож на фильтр HEPA. Он также очень эффективен с точной фильтрацией. Разновидности фильтров ULPA используются для устранения аллергенов и соблюдения строгих требований к качеству воздуха.
Встроенный фильтр
Встроенные фильтры или линейные фильтры прикрепляются к уже существующим воздуховодам или трубкам для удаления примесей и жидкостей из воздушного потока.
Мембранный фильтр
В мембранных фильтрах используются тонкие микропористые пленки для улавливания или удержания твердых частиц из источника воздуха, проходящего через них.
Фильтр воздушного компрессора
Фильтры воздушного компрессора или фильтры сжатого воздуха удаляют воду, масло, пыль, пары и другие загрязнения из источника сжатого воздуха.
Электростатический фильтр
Электростатические фильтры обеспечивают почти постоянное фильтрование. Более того, для максимальной эффективности им не требуется источник питания.
Фильтры для печей
Печные фильтры — это очистители воздуха, устанавливаемые как в коммерческих, так и в жилых печах для улавливания пыли, грязи, спор плесени, перхоти домашних животных и других потенциальных аллергенов. Эти фильтры легко установить и заменить.
Угольный воздушный фильтр
Угольные воздушные фильтры — это специальные фильтры, используемые для удаления других загрязняющих веществ, таких как газы и запахи, из воздушных потоков.
Выхлопной фильтр
Оборудование для фильтрации выхлопных газов используется для удаления сажи или других твердых частиц из выхлопных газов транспортных средств до их выхода в атмосферу.
Воздушный фильтр салона
Воздушные фильтры салона — это тип фильтров из гофрированной бумаги, используемых в транспортных средствах. Для работы автопроизводители размещают их в воздухозаборниках за пределами салона.
Виды фильтров и очистки
Масляный фильтр
Масляные фильтры, как следует из их названия, предназначены для удаления загрязнений из масла в машинах, особенно гидравлических. Примеры включают моторное масло, трансмиссионное масло, гидравлическое масло и смазочное масло.
Термодинамическая стерилизация
Эти устройства используют тепло до 200 градусов по Цельсию для стерилизации воздушного потока. С помощью этого метода можно уничтожить около 99% организмов, таких как бактерии, аллергены, плесень и грибок. Поскольку устройства термодинамической стерилизации не улавливают и не удаляют твердые частицы или газообразные элементы, эти устройства обычно обозначаются как очистители воздуха, а не как воздушные фильтры. Термодинамическая стерилизация безопасна и подходит для домов и офисов, где обычно нет вредных газов.
УФ бактерицидная техника
Ультрафиолетовое бактерицидное облучение (UVGI) использует ультрафиолетовые лучи для удаления загрязняющих веществ из выхлопного потока. В приборе есть УФ-лампа и вентилятор, который направляет воздух к лампе, которая обрабатывает струю. После этого фильтр улавливает и удаляет мертвые бактерии из воздушного потока.
Электронный воздухоочиститель
В этой технологии фильтрации используется усовершенствованная электронная среда для удаления загрязняющих веществ из окружающей среды или воздушного потока. Эти воздухоочистители относятся как к механическим, так и к электронным фильтрам.
Устройства преобразуют переменный ток в постоянный, чтобы создать поляризованное поле, в котором частицы в воздушном потоке поляризованы и улавливаются волоконной подушечкой. С помощью этих систем можно улавливать и удалять даже самые тонкие частицы загрязнений. Кроме того, эти процессы помогают химическим предприятиям создавать воздухопроницаемую и безопасную среду без запаха.
Фотокаталитический окислительный фильтр
Фильтрация PCO — это новый метод, который, помимо фильтрации воздушного потока, также может помочь ресурсам управления зданием значительно сэкономить на потреблении электроэнергии за счет ограничения попадания некондиционированного воздуха в воздуховод и в окружающую среду.
Ионизатор
Воздушные фильтры, работающие по этой технологии, ионизируют частицы в воздушном потоке, которые затем улавливаются электродом, который представляет собой отрицательно заряженную пластину. Это безопасный и надежный метод для промышленных и экологических сценариев.
Преимущества воздушных фильтров
Системы фильтрации воздуха также стали почти необходимостью для всех современных производителей из-за растущего уровня загрязнения окружающей среды. Кроме того, они помогают производителям и другим предприятиям контролировать уровень выбросов и достигать своих целей по контролю за загрязнением, установленных EPA.
Помимо этого, они имеют много преимуществ перед другими методами очистки. Во-первых, они очень эффективны. Во-вторых, они невероятно просты и удобны в обслуживании. Еще одно большое преимущество воздушных фильтров заключается в том, что они не только удаляют из воздуха вредные частицы, но и уменьшают запах в воздухе. Наконец, они недорогие и невероятно универсальные.
Аксессуары для воздушных фильтров включают такие продукты, как переходные фланцы, комплекты оборудования, крышки клапанов, вентиляционные трубки фильтра и переходники вентиляционного шланга. Узнайте, какие продукты могут работать с вашим фильтром, поговорив со своим поставщиком.
Термины упоминаемые при использовании воздушных фильтров
- Адсорбция — удерживание газа, жидкости или твердого вещества на поверхности за счет положительного взаимодействия/притяжения между поверхностью и молекулами адсорбированного материала.
- Переносимый воздухом — термин, обозначающий любые частицы или вещества, плавающие в воздухе.
- Воздушный поток — поток воздуха.
- Аллерген — нормальное вещество, которое вызывает острую защитную реакцию в иммунной системе человека.
- Arrestance — способность воздушного фильтра удалять синтетическую пыль из воздуха во время испытания.
- Обратное давление- Обратный скачок давления от выхода к воздушному фильтру. Противодавление может быть результатом закрытия клапана или попадания воздуха в жидкостную систему.
- Сертифицированный менеджер по энергетике (CEM) — международное профессиональное назначение, доступное после обучения и тестирования Ассоциацией инженеров-энергетиков (AEE).
- CFC (хлорфторуглерод) — семейство химических веществ, используемых в качестве хладагентов, которые строго регулируются и выводятся из производства из-за потенциала разрушения стратосферного озона. Примеры: Р-11, Р-12, Р-113, Р-114, Р-115.
- Сдерживание — предотвращение передачи агента из одной точки в другую.
- Загрязнение- Нежелательное вторжение, например, вредные частицы в воздухе.
- Обеззараживание — удаление нежелательных частиц в воздухе для нейтрализации воздуха.
- Фильтрующая среда — проницаемый материал, удаляющий частицы из фильтруемого вещества. Часто материал, используемый в фильтрах, представляет собой пену или мембрану.
- Проникновение через фильтр — частицы, проходящие через воздушный фильтр, не удаляются из воздушного потока.
- Фильтрат — продукт, который фильтруется.
- Качество воздуха в помещении — термин, обозначающий количество загрязняющих веществ в воздухе в замкнутом пространстве.
- Ионизатор- Нить накала, сетка или пористое тело в ионном двигателе или другом устройстве, которое отделяет электрон от внешней оболочки нейтрального атома с образованием положительно заряженного иона.
- Мембрана — непрерывная матрица с порами определенного размера.
- Отрицательное давление — давление в зоне, отвечающей за приток воздуха.
- Озон — молекула, содержащая три атома кислорода. Озон вреден как для людей, так и для растений на уровне земли, но имеет решающее значение для блокирования ультрафиолетового излучения в стратосфере.
- Твердые частицы — очень маленькие твердые частицы, взвешенные в воздухе или воде, которые могут различаться по размеру, форме, плотности и электрическому заряду.
- Положительное давление- Давление в зоне оттока воздуха.
- Падение давления — в случае с воздушными фильтрами, показатель сопротивления воздуха потоку через фильтр.
- Вверх по потоку — направление, противоположное воздушному потоку.
