Виды воздушных фильтров

Воздушный фильтр — элемент воздухоочистителя (бумажный, матерчатый, войлочный, поролоновый, сетчатый или иной), который служит для очистки от пыли (фильтрования) воздуха, подаваемого в помещения системами вентиляции и кондиционирования или используемого в технологических процессах (например, при получении кислорода), в газовых турбинах, в двигателях внутреннего сгорания и др.

Целью является защита людей от пыли и вредных частиц, либо механизмов — от износа и повреждения. Например, износ цилиндро-поршневой группы ДВС определяется попаданием пыли. Выбором нужного фильтра можно задать желаемый ресурс мотора, например, у культиватора, газонокосилки, мотоблока, электрогенератора или мотоцикла. Качественный фильтр продлевает жизнь мотора на 18 %.

Классификация воздушных фильтров

По эффективности действия (фильтрующей способности) воздушные фильтры подразделяются на 3 класса.

1. 1-го класса практически полностью улавливают пыль всех размеров («абсолютные» фильтры).
2. 2-го класса эффективно улавливают пыль > 1 мкм.
3. 3-го класса > 10 мкм.

Существует много разновидностей воздушных фильтров, отличающихся конструкцией фильтрующего устройства и применяемыми материалами. Распространены волокнистые, масляные и губчатые и другие воздушные фильтры, в которых улавливание пыли происходит при контакте её с поверхностями пор фильтрующего материала (слоя).

По типам воздушные фильтры делятся в соответствии с их принципом работы и материалами, из которых они изготавливаются.

Механические фильтры (фильтры предварительной очистки)

Это самые простые фильтры, применяемые в воздухоочистителях. Они состоят из обычной мелкой сетки и используются в качестве фильтров предварительной очистки. Предназначены для удаления крупных пылевых частиц, шерсти животных. Такие фильтры устанавливаются практически на всем климатическом оборудовании и защищают от пыли не только людей, но и внутренности самих приборов.

Являясь предварительным фильтром, защищает последующие фильтрующие элементы (угольные, HEPA — фильтры) от преждевременного износа.

Большинство фильтров предварительной очистки устраняют частички размером 5-10 микрон. Несмотря на то, что процентное соотношение частичек размером от 5 микрон по отношению в общей массе пыли находящихся в воздухе мало, он играет очень важную роль, поскольку если в системе не используется фильтр предварительной очистки, или он не достаточно эффективно удаляет частицы, это может привести к преждевременному износу активированного угольного или HEPA-фильтра.

Представляют собой волокнистую структуру. В таких фильтрах пористые фильтрующие слои различной плотности образуются из волокон, обычно связанных склеивающими веществами. В волокнистом рулонном воздушном фильтре рулоны фильтрующего материала устанавливают на катушки в верхней части фильтра и по мере запыления перематывают на нижние катушки. Использованные материалы выбрасываются; в отдельных случаях возможна их промывка или очистка пневматически, что делает предварительные сетчатые фильтры многоразовыми.

Угольные фильтры

Главное предназначение угольных фильтров — физически поглощать молекулы газа своими порами. Активированные угольные фильтры лучше других устраняют летучие и полулетучие органические соединения с довольно большой молекулярной массой. Количество фильтрующего материала угольного фильтра является одной из важных определяющих его эффективности. Очевидно, что чем больше микропор содержится в угле, тем больше газа и запахов можно устранить, и тем дольше время работы фильтра, перед тем как его поры переполнятся, и фильтр необходимо будет заменить. Также важно, чтобы кроме угольных фильтров воздухоочистители оснащались фильтрами механической (предварительной очистки — пылепоглощающими). Если фильтр предварительной очистки не достаточно эффективно задерживает макрочастицы, они будут накапливаться в микропорах угольного фильтра. Следовательно, это приведет к преждевременному насыщению активированного угля и износу фильтра. Дизайн угольного фильтра также является важным фактором, определяющим эффективность потока воздуха. Угольный фильтр с мелкодисперсным активированным углем является причиной большого сопротивления потока воздуха. Если фильтр состоит из гранул большего размера, это облегчит движение воздуха сквозь фильтр. При гофрированном дизайне фильтра, увеличивается площадь поверхности угля, что в свою очередь увеличит эффективность устранения газа (чем больше поверхность, тем больше вероятность поглощения).

Однако эти фильтры не очень эффективны при использовании в среде с высокой влажностью. Также активированный уголь не эффективен для удаления газов с более низкой молекулярной массой, таких как формальдегид, сернистый ангидрид и диоксид азота. Для их устранения необходимо использовать добавки, изготовленные из хемосорбентов, которые способны химически устранять эти газы. Хемосорбенты вступая в реакцию с молекулой воды, находящейся в воздухе, и молекулой газа химически их разлагают на безвредные вещества, такие как диоксид углерода. Этот процесс называется химическим поглощением. К типичным хемосорбентам относятся оксид алюминия, силикат алюминия и перманганат калия.

Таким образом, воздухоочистители, в которых используются только угольные фильтры, являются не столь эффективными для очистки воздуха городских помещений. Поэтому в воздухоочистителях они используются в комбинации с другими фильтрами.

По мере накопления токсинов и пыли сам фильтр может стать источником загрязнения, при несвоевременной смене фильтра. В городских условиях рекомендуется менять его каждые 4-6 месяцев.

Масляные фильтры

В масляных фильтрах фильтрующий слой состоит из металлических или пластмассовых сеток, перфорированных пластин, колец и т.п., смоченных минеральным маслом. Они могут быть ячейковыми или самоочищающимися. В последних фильтрующий слой представляет собой непрерывно движущуюся сетчатую ленту, очищаемую от пыли в масляной ванне.

Губчатые фильтры

В губчатых фильтрах фильтрующий слой состоит из губчатого пенополиуретана, резины и пр. Для повышения фильтрующей способности эти материалы подвергают обработке, способствующей раскрытию пор; фильтрующий слой регенерируется промывкой или пневматически.

Фильтры HEPA

Фильтры тонкой очистки воздуха — HEPA (TrueHEPA) (от англ. HEPA (High Efficiency Particulate Absorption) — высокоэффективная задержка частиц) представляет собой пылевой воздушный фильтр высокой эффективности.

Фильтры HEPA во многих воздухоочистителях являются основным фильтрующим элементом.

Чем больше квадратных сантиметров занимает фильтрующий материал HEPA фильтра в воздухоочистителе, тем больше частичек он сможет задержать, перед тем как переполнится. Также, чем больше размер фильтра, тем больше количество задерживаемых частиц при каждом прохождении через фильтр.

Тип используемого материала и дизайн являются важными определяющими качества HEPA фильтра. Гофрировка HEPA фильтра должна быть сплошной для обеспечения одинаковой эффективности фильтрации. Если складки прилегают слишком плотно друг к другу, это ограничивает движение воздуха и приводит к снижению воздухопроходимости. В некоторых HEPA фильтрах вместо бумаги используются синтетические материалы. Однако тонкая бумага является наилучшим материалом, эффективно задерживающим большое количество микроскопических частичек и не сильно ограничивающим воздушный поток. Так как HEPA фильтры высшего качества чрезвычайно хрупкие и их легко повредить, ведущие компании производители воздухоочистителей устанавливают фильтры таким образом, чтобы защитить материал HEPA фильтров. Кроме того, поверхность фильтров представляет очень удобный «плацдарм» для микроорганизмов, поэтому производители дополнительно пропитывают их специальным химическим составом, угнетающим жизнедеятельность бактерий.

Согласно принятой международной классификации существует 5 классов HEPA фильтров: Н10, Н11, Н12, Н13 и Н14. Чем выше класс, тем лучше качество фильтрации воздуха — так, фильтры HEPA Н13 (или TRUE HEPA по классификации американской компании HONEYWELL, США) способны задерживать частицы размером до 0,3 мкм с эффективностью до 99,975 %.

Принцип работы HEPA фильтров достаточно прост: воздух вентилятором прогоняется через фильтр и тем самым освобождается от частиц пыли.

HEPA-фильтр задерживает более 99 % всех частиц размерами от 0,3 мкм и больше. Большинство аллергенов (пыльца, споры грибов, шерсть и перхоть животных, аллергены клещей домашней пыли, др.) имеют размеры более 1 мкм, поэтому HEPA-фильтры используются в пылесосах или очистителях воздуха, которые рекомендуется использовать аллергическим больным при доказанной роли респираторной аллергии в течение заболевания.

HEPA — фильтры изначально разрабатывались для оборудования систем вентиляции в медицинских учреждениях и помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха; технология широко распространена на Западе, используется в промышленных и бытовых воздухоочистителях.

HEPA-фильтры применяются в следующих областях:

• в электронной промышленности для создания чистых производственных помещений высокого (1,10 и 100 по стандарту США F 209D) класса чистоты;
• в точном машиностроении и аэрокосмической промышленности;
• в здравоохранении для создания стерильной среды;
• в микробиологической и фармацевтической промышленности для создания стерильных зон на производствах лекарственных препаратов и изделий;
• в химической промышленности для получения обеспыленной атмосферы на производствах кино- и фотоматериалов;
• в атомной промышленности для очистки воздуха от радиоактивных аэрозолей;
• в пищевой промышленности на предприятиях по производству мясных и молочных продуктов детского питания.
• в домах, гостиницах, офисах, где чистый воздух особенно необходим для обеспечения здоровья человека.

Фильтры HEPA необходимо заменять в среднем раз в 1-3 года, далее эффективность их работы по мере их загрязнения снижается.

Еще более совершенными по сравнению с HEPA, являются фильтры ULPA (Ultra Low Penetrating Air), способные улавливать до 99,999 % частиц диаметром свыше 0,1 мкм. Такие фильтры по принципу действия не отличаются от моделей HEPA, но стоят дороже и применяются в более дорогих моделях воздухоочистителей.

Электростатические фильтры

Электростатические фильтры хорошо очищают воздух от пыли и копоти, но не освобождают от таких токсичных загрязнителей, как окислы азота, формальдегид, и других летучих органических соединений, присутствующих в воздухе бытовых и производственных помещений; поэтому его эксплуатация желательна в комбинации с другими фильтрами.

Электрические (электростатические) фильтры, обычно двухзональные: в первой (ионизационной) зоне пылинки получают заряд в результате столкновений с воздушными ионами, потоки которых образуются при помощи проволочных коронирующих электродов; во второй (осадительной) зоне заряженные пылинки осаждаются под действием кулоновых электрических сил на пластинчатых электродах. Пыль удаляется периодической промывкой.

Плюсом электростатического фильтра является небольшая стоимость и отсутствие дополнительных эксплуатационных расходов.

Минусом электростатического фильтра является малая производительность, так как процесс очистки идёт эффективно только при малых скоростях потока воздуха. Являются источником свободного озона, иногда в опасных для человека концентрациях. Необходимо частое обслуживание и удаление пыли с пластинчатых электродов промывкой.

Фотокаталитические фильтры

Сущность метода очистки воздуха состоит в разложении и окислении токсичных примесей на поверхности фотокатализатора под действием ультрафиолетового излучения. Реакции протекают при комнатной температуре, при этом органические примеси не накапливаются, а разрушаются до безвредных компонентов (вода и углекислый газ), причем фотокаталитическое окисление одинаково эффективно по отношению к токсинам, вирусам или бактериям — результат один и тот же. Большинство запахов вызываются органическими соединениями, которые также полностью разлагаются очистителем и поэтому исчезают. Следует учесть, что перспективное направление в очистке воздуха к сожалению во многом профанировано. Большинство выпускаемых очистителей воздуха для дома, использующих фотокаталитические фильтры, имеют весьма малую производительность. В них слишком мала(менее 1 м²) поверхность фильтра, на которую экспонируется ультрафиолетовое излучение, и сама мощность излучения(единицы ватт, при реальной потребности в десятки ватт, приходящихся на 1 м²).

Фильтры вентиляции и кондиционирования воздуха

Фильтры вентиляции и кондиционирования воздуха делятся на 17 классов:

ГОСТ Р ЕН 779–2014	Группа	Класс фильтра	Средняя пылезадерживающая способность, по синтетической пыли, %		Средняя эффективность для частиц с размером 0.4 мкм, %		Минимальная эффективностью для частиц с размером 0,4мкм,%
	грубой очистки	G1	50 ≤ Аm < 65		—		—
		G2	65 ≤ Аm < 80		—		—
		G3	80 ≤ Аm < 90		—		—
		G4	90 ≤ Аm		—		—
	средней очистки	М5	—		40 ≤ Еm < 60		—
		М6	—		60 ≤ Еm < 80		—
	тонкой очистки	F7	—		80 ≤ Еm < 90		35
		F8	—		90 ≤ Еm < 95		55
		F9	—		95 ≤ Еm		70
ГОСТ Р ЕН 1822-1-2010	Группа	Класс фильтра	Интегральное значение, в %			Локальное значение a, b, в %
			Эффективность	Проскок		Эффективность		Проскок
	EPA	Е 10	≥ 85	≤ 15		—		—
		Е 11	≥ 95	≤ 5		—		—
		Е 12	≥ 99,5	≤ 0,5		—		—
	HEPA	Н 13	≥ 99,95	≤ 0,05		≥ 99,75		≤ 0,25
		Н 14	≥ 99,995	≤ 0,005		≥ 99,975		≤ 0,025
	ULPA	U 15	≥ 99,9995	≤ 0,0005		≥ 99,9975		≤ 0,0025
		U 16	≥ 99,99995	≤ 0,00005		≥ 99,99975		≤ 0,00025
		U 17	≥ 99,999995	≤ 0,000005		≥ 99,9999		≤ 0,0001

Виды воздушных фильтров для автомобилей

Воздух — часть топливной смеси. Двигатель втягивает воздух из окружающей среды, поэтому он отличается весьма сомнительной чистотой. Чтобы мотор вашей машины не засорился и не вышел из строя, нужно использовать воздушные фильтры, которые задерживают все крупные грязевые частицы, и в особенности — песок, обладающий мощными абразивными свойствами.

Давайте разберемся, какие существуют виды воздушных фильтров для автомобилей, и как правильно их выбирать.

1. Инерционные — устаревшие фильтры, известные в народе как «кастрюли». Сейчас данный вид практически не используется из-за их малоэффективности и низких фильтрационных свойств. «Кастрюля» очищала воздух в два этапа: сначала резко меняла направление воздушных потоков, из-за чего самые крупные частицы пыли оседали на днище, а затем протягивала воздух через капроновую подушку. Инерционные фильтры были многоразовыми, время от времени их нужно было извлекать и мыть.
2. Инерционно-масляные — появились на смену простым инерционным, были немного эффективнее, хотя сейчас тоже считаются устаревшими. Собственно, инерционно-масляные модели усовершенствовали, добавив на днище моторное масло, которое задерживало крупную пыль и прочий песок. Фильтр тоже был многоразовым, его нужно было извлекать, мыть и менять масло. Инерционно-масляные типы можно встретить и в настоящее время — например, в сельскохозяйственной технике.
3. Бумажные — самые востребованные. Воздух прогоняется через несколько слоев обработанной смолами пористой бумаги, сложенной так, чтобы увеличить фильтрационную способность устройства. Волокна бумаги очищают воздух по всей поверхности, не только по краям, и улавливают даже микроскопические частицы пыли — вплоть до 1 микрона! Бумажные воздушные фильтры достаточно дешевы, поэтому при износе их просто заменяют на новые.
   Так как этот вид является самым популярным, расскажем подробнее о конструкции таких фильтров:
   • Кольцевой: имеет форму кольца, с двух сторон на него наложен слой поролона-уплотнителя, а между уплотнителями — собственно сам фильтрующий элемент, бумага «гармошкой». Чаще всего кольцевой тип можно встретить на легковых авто с карбюратором.
   • Цилиндрический: конструктивно очень похож на кольцевой, но фильтрующая поверхность у них больше — это обеспечивает лучшее очищение воздуха. Необходимость очищать больше и лучше продиктовано сферой использования: цилиндрические чаще всего ставятся на грузовики.
   • Панельный: имеет не круглую, а квадратную форму, плюс уплотнитель у него только с одной стороны. Фильтрующий элемент — тот же, сложенная гармошкой пористая бумага. Используется на инжекторных легковых автомобилях.
4. Нулевики — фильтры нулевого сопротивления с поролоном или хлопчатой тканью. Все то же самое, что и в бумажном виде, только вместо пропитанной смолой бумаги используются ткань либо поролон, обработанные особыми составами. Эффективность очистки воздуха у нулевиков очень высока, при этом фильтрующие материалы практически не оказывают сопротивления воздушному потоку. Они обслуживаемые — периодически их нужно доставать и мыть.

Воздушные фильтры масляного и инерционного типов сейчас почти не используются в автомобилях, нулевики пока не слишком популярны, поэтому, скорее всего, на вашей машине стоит именно бумажный. Помните, что менять его нужно каждые 10–15 тыс. км, но в России — чем чаще, тем лучше.

Различные типы воздушных фильтров

Замена фильтра очистителя воздуха.

Изображение предоставлено: Т. Даллас/Shutterstock.com

Воздушные фильтры — это устройства, удаляющие частицы, такие как пыль и грязь, из воздуха. Существует множество типов воздушных фильтров. В приложениях, требующих высокого качества воздуха или чувствительных к воздуху, часто используются воздушные фильтры.

Типы воздушных фильтров

Однако, поскольку требования приложений различаются, доступно несколько типов методов фильтрации. Ионные, HEPA, угольные и ультрафиолетовые воздушные фильтры обычно используются в промышленном, коммерческом и медицинском секторах.

Ионные воздушные фильтры

Также называемые ионизаторами воздуха, ионные воздушные фильтры используют напряжение для зарядки молекул воздуха. Как правило, они производят отрицательно заряженные ионы, также называемые анионами, которые затем притягивают частицы в воздухе почти так же, как статическое электричество. Когда частицы вступают в контакт с анионами, они деионизируются и удаляются из воздушного потока. Ионные воздушные фильтры обычно используются в коммерческой фильтрации воздуха.

Типы НЕРА-фильтров

Фильтры

HEPA (высокоэффективное поглощение твердых частиц) прочнее и эффективнее, чем ионные воздушные фильтры, и поэтому предпочтительны для чувствительных приложений — фильтры HEPA могут удалять до 99,97% частиц в воздухе, что делает их чрезвычайно эффективными дезинфицирующими средствами для воздуха. Фильтры в основном состоят из матов из стекловолокна, которые улавливают частицы при прохождении воздушного потока. Эффективность HEPA-фильтра во многом зависит от диаметра волокна и толщины фильтра.

Фильтры

HEPA улавливают частицы, используя несколько различных подходов. Во-первых, они улавливают частицы, когда воздух проходит через фильтр, и частицы, находящиеся в непосредственной близости от волокна, улавливаются и улавливаются. В дополнение к перехвату увеличение воздушного потока и искривление воздушного потока могут спровоцировать столкновение, поскольку частицы непосредственно сталкиваются с волокнами и захватываются. Диффузия — это процесс, в котором используется столкновение газов для отделения мельчайших частиц, замедляя их прохождение через фильтр и увеличивая их шансы попасть в волокно. Из-за высокого уровня эффективности фильтров HEPA они обычно используются в медицинском секторе для удаления бактерий и предотвращения загрязнения и часто используются в чистых помещениях и больничных палатах с высокой степенью дезинфекции.

Угольные воздушные фильтры

Уголь

можно обрабатывать кислородом, который открывает поры угля, делая его очень абсорбирующим. Говорят, что после такой обработки уголь активируется, потому что его можно легко использовать для поглощения частиц и улавливания запахов. Угольные воздушные фильтры используют активированный уголь для улавливания химических веществ и газов, а также могут фильтровать сигаретный дым. Когда воздух проходит через фильтр, активированный уголь поглощает запахи и газы и нейтрализует их. Для сильно пахнущих паров активированный уголь можно пропитать или улучшить, чтобы он поглощал данный газ. Фильтры с активированным углем хорошо подходят для сред, где необходимо удалять химические вещества из воздуха.

Воздушный фильтр с ультрафиолетовым излучением, типы

Воздушные фильтры ультрафиолетового света

используют реакцию, которая происходит, когда диоксид титана подвергается воздействию ультрафиолетового света. Когда воздушный поток сталкивается с фотохимическим процессом, вредные частицы, такие как плесень и бактерии, нейтрализуются. Ультрафиолетовый свет высокой интенсивности (240–280 нм) достаточно силен, чтобы разрушить большинство органических соединений на основе углерода, что делает воздушные фильтры УФ-излучения хорошим дополнением к фильтрам HEP в медицинских целях. Насколько эффективны фильтры УФ-излучения, зависит от продолжительности воздействия (как долго поток воздуха подвергается воздействию света) и интенсивности самого света.

Другие фильтры Артикул

• Различные типы воздушных фильтров
• Жизнь вне сети — системы очистки воды
• Типы фильтров для воды

Прочие «Типы» изделий

• Типы катушек индуктивности и сердечников
• Аэрокосмический крепеж: типы и материалы
• Типы защелок
• Типы труб из нержавеющей стали
• Типы медицинской упаковки — Руководство для покупателей ThomasNet
• Типы контроллеров двигателей и приводов
• Типы ЧПУ
• Типы порошковых покрытий
• Типы фенолов и фенольных материалов — Руководство для покупателей ThomasNet
• Типы операций высечки
• Типы сверл с ЧПУ
• Типы мультиплексоров
• Типы кримперов — Руководство для покупателей ThomasNet
• Типы датчиков температуры
• Типы розеток
• Три типа медицинских покрытий
• Типы пружин — Руководство по покупке Томаса
• Типы защитных перчаток
• Типы ограждений — руководство для покупателей ThomasNet
• Типы уплотнительного оборудования — руководство по покупке Томаса

Еще из раздела Инструменты и элементы управления

Какие существуют типы фильтров HVAC? 1

Фильтры HVAC, используемые в системе отопления и охлаждения вашего дома, выполняют важную функцию. Они фильтруют пыль, пыльцу, перхоть домашних животных и другие мелкие частицы из воздуха, которым дышите вы и ваша семья. Эти частицы задерживаются в фильтре, чтобы предотвратить их рециркуляцию по всему дому. Чем выше рейтинг MERV, тем эффективнее будет фильтр.

Фильтры также играют важную роль в защите вашей системы от более крупных частиц, которые могут повредить ее. Поэтому вы хотите убедиться, что вы всегда используете правильный тип фильтра и меняете его, когда он грязный. Вот различные типы фильтров, доступных для жилых систем HVAC.

Воздушные фильтры из стекловолокна

Воздушные фильтры из стекловолокна являются одноразовыми и наименее дорогими типами фильтров. Они вызывают меньшую нагрузку на системы HVAC при всасывании воздуха и не допускают попадания крупных частиц в вашу систему. Однако они не так хорошо справляются с защитой от пыли и других мелких загрязняющих частиц. Если вы или члены вашей семьи страдаете аллергией или имеете проблемы с дыханием, этот тип фильтра может быть недостаточно мощным, чтобы облегчить или предотвратить проблемы с дыханием. Обычно он имеет рейтинг MERV 4.

Гофрированные воздушные фильтры

Гофрированные воздушные фильтры изготавливаются из складок хлопка или полиэстера. Они немного дороже, чем фильтры из стекловолокна, но они более эффективны при фильтрации пыли и других мелких частиц, таких как пыльца, споры плесени и перхоть домашних животных. Те, у которых больше складок, обеспечивают лучшую фильтрацию и помогают предотвратить рециркуляцию пыли и других твердых частиц в воздухе. Рейтинги MERV для этих фильтров обычно составляют от 5 до 8.

Фильтры HEPA

Если у вас или членов вашей семьи есть аллергия или другие проблемы с дыханием, рекомендуется использовать высокоэффективные воздушные фильтры для твердых частиц (HEPA). Хотя они дороже, чем стекловолоконные или гофрированные воздушные фильтры, они наиболее эффективно удаляют из воздуха до 99,97% пыли, пыльцы, плесени, перхоти домашних животных, вирусов, бактерий и других раздражителей. Ищите фильтры с рейтингом MERV 11 или выше.