Способы для очищения воздуха

Разбираемся с воздухоочистителями для дома

На рынке существует большое количество моделей воздухоочистителей с ценниками от 500 до 60 000 рублей, поэтому мы решили разложить все по полочкам: начиная с их устройства и заканчивая типами фильтров, которыми они могут комплектоваться.

Споры плесени «пойманные» HEPA-фильтром (иллюстрация научного фотографа Стефана Диллера)

Жителям мегаполисов, где автотранспорт и промышленность определяют «экологию», про необходимость очистки воздуха можно и не говорить. Есть и ряд исследований, говорящих о роли мелкодисперсных частиц в развитии дегенеративных нарушений головного мозга, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона. По данным MIT, из-за загрязнений воздуха в США ежегодно погибает около 200 тысяч человек. Особняком стоят различные заболевания, связанные с сезонной аллергией, аллергией на пыль (точнее, на пылевого клеща) и на плесень. Для решения этих проблем и нужны очистители воздуха. Однако «не все йогурты одинаково полезны». Давайте начнем с типов фильтров.

Фильтры бывают нескольких видов:

• механические (фильтр грубой очистки) — для улавливания крупных частиц;
• абсорбционные (угольные) — для улавливания запахов и токсинов;
• электростатические (ионизирующие воздух и притягивающий к себе загрязнение);
• HEPA (для улавливания даже самых мельчайших частиц, в т.ч. аллергенов);
• фотокаталитические (ультрафиолетовые), призванные обеззараживать воздух, а также окислять вредные соединения до углекислого газа и воды.

Базовый вариант

Самым простым способом очистки является прогон воздуха через фильтр грубой очистки и угольный фильтр. Благодаря такой схеме удается избавиться от неприятных запахов и удалить из воздуха относительно большие частички загрязнений вроде пуха или шерсти животных. Стоят такие модели недорого, но и особого эффекта от них нет — ведь все бактерии, аллергены и мелкие частицы по прежнему остаются неотфильтрованными.

В ряде случаев к такому очистителю добавляют ультрафиолетовую лампу, которая работает по принципу кварцевания, т.е. обеззараживает проходящий через нее воздух. Но, увы, это решение также является компромиссным, поскольку большой поток воздуха не может быть эффективно «обработан» ультрафиолетом за то короткое время, пока он проходит через камеру с излучателем.

Электростатические очистители

В этих устройствах принцип очистки немного усложняется: воздух прогоняется через электростатическую камеру очистителя, где загрязненные частицы ионизируются и притягиваются к пластинам, обладающим противоположным зарядом.

Электростатический очиститель Maxwell MW-3603 PR. Производительность: 20 м3/час

Технология является относительно недорогой и не требует использования каких-то заменяемых фильтров. К сожалению, такие очистители не могут похвастаться высокой производительностью — в противном случае за счет объема озона, образующегося на пластинах, его концентрация в воздухе превысит допустимый уровень.

Согласитесь, было бы странно бороться с одним загрязнением, активно насыщая воздух другим. Поэтому данный вариант подойдет для очистки небольшой комнаты, не подверженной сильному загрязнению.

HEPA: фильтруем тщательнее

Из атомной промышленности к нам пришла технология под названием HEPA. Вопреки распространенному мнению HEPA не является торговой маркой или конкретным производителем, а всего лишь аббревиатурой от слов High Efficiency Particulate Arrestance (англ: высокоэффективное удержание частиц).

HEPA-фильтры изготавливаются из материала, сложенного гармошкой, волокна которого переплетены особенным образом. Загрязнение улавливается тремя способами:

• Инерция: частицы диаметром более одного микрона попадают в фильтр вместе с потоком воздуха и не могут обогнуть препятствие. В результате инерционного движения они застревают в фильтре.
• Диффузия: легкие и мелкие частицы (диаметром меньше 0,1 мкм) из-за своего хаотичного движения оседают на волокнах фильтра, тогда как остальной поток воздуха обтекает препятствие и не может их подхватить.
• Зацепление: частицы, слишком крупные для диффузии и слишком мелкие для инерции летят с основным потоком. Однако часть их них все равно цепляется за волокна ткани и остается. За зацепившиеся цепляются новые частицы и так далее. К слову, за счет «зацепления» фильтр может долгое время не терять эффективности, т.к. уже «пойманные» частицы помогают поймать новое загрязнение.

Иллюстрация из Википедии

Стандарт HEPA, в самом широком его понимании, насчитывает несколько классов фильтрации. Самый распространенный (и самый дешевый) из них — Е10, и он подразумевает эффективность улавливания частиц всего лишь 85% (по сути только инерция). Затем идет E11 (эффективность 95%) и Е12 (99,5%). На самом деле, фильтры группы с E10 по E12 правильнее называть не HEPA, а EPA, однако стандарты разных стран позволяют производителям проворачивать такой фокус с названиями. Тем не менее, фильтры начиная с E12 уже можно рекомендовать к покупке, т.к. их эффективность уже на достаточной высоте.

Следующий класс H13 уже является честным HEPA и предполагает улавливание 99,95% загрязнения. То есть «ловится» практически все. Поэтому в качественных очистителях воздуха стоят именно такие фильтры.

Воздухоочиститель Bork A501. Одни из самых доступных очистителей с фильтром Hepa H13

Дальнейшее увеличение класса не имеет смысла в бытовых условиях, потому как класс Н14 предполагает эффективность в 99,995%, а следующая группа ULPA, стартующая с класса U15 — эффективность в 99,9995%.

Без сменных фильтров

Как бы эффективно не работал HEPA-фильтр, его надо менять так часто, как это указывает производитель. Как правило — не реже раз в год. Кроме того, HEPA-фильтры в основной своей массе одноразовые и их нельзя просто помыть водой. Учитывая, что стоят они недешево, можно попробовать сэкономить и заодно решить проблему с увлажнением воздуха. Поможет в этом такой класс устройств как «мойки воздуха».

Очистка в этом случае происходит за счет прохождения воздушного потока через смоченные водой диски или облако мелких капель, в результате чего воздух насыщается влагой и отдает крупные частицы загрязнения. Увы, степень очистки таким водяным фильтром не очень высокая (на уровне HEPA E10, не больше), тем не менее, если вам необходим в первую очередь именно увлажнитель, такое решение будет оправдано.

Фотокаталитические

Несколько лет назад возникло перспективное направление так называемых фотокаталитических очистителей. В теории все было достаточно радужно — воздух через фильтр грубой очистки попадает в блок с фотокатализатором (оксидом титана), где под воздействием ультрафиолетового излучения вредные частицы окисляются и разлагаются.

Считается, что такой фильтр очень хорошо борется с пыльцой, спорами плесени, газообразными загрязнениями, бактериями, вирусами и тому подобным. Более того, эффективность такого очистителя никак не зависит от степени загрязнения фильтра, т.к. грязь там не накапливается.

Однако в данный момент эффективность такого вида очищения также стоит под вопросом, поскольку фотокатализ идет только на внешней поверхности фильтра, и для значимого эффекта очистки воздуха необходима площадь в несколько квадратных метров при интенсивности ультрафиолетового излучения не менее 20 Вт/м 2 . Эти условия не выполняются ни в одном из выпускаемых на сегодня фотокаталитических воздухоочистителей.

Признается ли данная технология эффективной и будет ли она модернизирована — покажет время.

Одним из важных показателей работы любого воздухоочистителя является скорость очистки воздуха в помещении (CADR), которая определяется произведением коэффициента фильтрации на объем пропущенного через фильтры воздуха. Обычно этот показатель указывается для нескольких типов загрязнений и сопровождается сертификатами от различных исследовательских центров и ассоциаций.

Поскольку мы живем не в герметично закрытых, а в вентилируемых помещениях, хороший аппарат должен успеть очистить воздух прежде, чем мы его вдохнем. Поэтому принято считать, что очиститель в течение часа должен прогнать через свои фильтры весь объем воздуха в помещении примерно 2-3 раза. Соответственно, рекомендуемый показатель CADR для комнаты 20 м2 и потолками 2,7 м должен быть не ниже 100 м3/час.

Интересные модели

Выбор очистителей на рынке весьма широк, и мы хотели бы порекомендовать вам парочку любопытных моделей. Одна из них — Dyson HP00 Pure Hot + Cool.

Примечателен он безвентиляторной конструкцией и наличием подогрева воздуха, а также магнитным пультом, который крепится к железной поверхности очистителя.

Среди минусов можно отметить, что производителем не раскрывается показатель скорости очистки — CADR. И судя по отзывам пользователей, производительность устройства не такая высокая, как у специализированных очистителей. С другой стороны, это единственный очиститель, работающий еще и как нагреватель. Также многих может смутить высокая цена — около 35 тыс. руб. Но тут уже каждый решает сам.

Еще одна интересная модель — очиститель-обеззараживатель воздуха Tion Clever. Ее нет в нашем ассортименте, но она широко распространена на рынке.

Отечественная компания Tion более известна как производитель приточной домашней вентиляции. Тем не менее, в ее ассортименте есть и классическая климатическая техника. Тот же Clever примечателен в первую очередь тем, что в нем объединено большинство технологий очистки. Правда, цена тоже соответствующая — 30 тыс. руб.

Выводы

Если бюджет ограничен, можно остановиться на простой модели с электростатическим фильтром. При этом важно понимать, что такой очиститель будет иметь низкую производительность, но для улавливания крупной пыли его будет вполне достаточно.

Самые эффективные очистители воздуха оснащены HEPA-фильтрами класса не ниже H13. При этом сами фильтры являются расходниками и стоят недешево.

Если вам нужна система увлажнения воздуха, то существуют комбинированные «мойки воздуха», работающие и как очиститель, и как увлажнитель. Увы, без HEPA-фильтра они очищают воздух не так эффективно, хотя обходятся в обслуживании дешевле за счет отсутствия сменных элементов.

Фотокаталитические фильтры кажутся в данный момент наиболее перспективной разработкой, так как улавливают мелкие загрязнения и не требуют покупки расходников. Однако реальная эффективность данной технологии все еще под вопросом. Что ж, подождем, пока появятся новые результаты исследований или модернезированные варианты с гарантированной эффективностью.

Источник

Лучшие технологии против загрязнения атмосферы

В последнее время проблема загрязнения атмосферы, как и многие другие экологические проблемы, обострилась. Содержание вредных для здоровья веществ в воздухе крупнейших городов мира и в воздухе многих промышленных районов возрастает, вместе с этим возрастают и риски для здоровья. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязненный воздух представляет собой одну из основных причин роста онкологических заболеваний. В марте этого года ВОЗ обнародовала данные, в соответствии с которыми семь миллионов преждевременных смертей в 2012 году стали результатом воздействия загрязненного воздуха, что составляет одну восьмую от всех смертей по всему миру (всего в 2012 году умерло 56 миллионов людей). И эти значения более чем в два раза превышают предыдущие. Загрязнение воздуха приводит к сокращению длительности жизни людей, которые им постоянно дышат, и способствует развитию патологий у детей, которые еще только находятся в утробе матери. В Китае, где загрязнение атмосферы находится на шокирующе высоком уровне, даже продовольственные культуры страдают от низкого качества воздуха.

Источников загрязнения воздуха много, но немалую роль играет транспорт, особенно в больших городах. Поэтому во многих странах появляются инициативы, направленные на поддержание более экологичных видов транспорта. Но что еще можно сделать для борьбы с загрязнением атмосферы?

Многие дизайнеры и инженеры считают, что современные технологии могут стать очень полезными для улучшения качества воздуха.

Борьба с загрязнением атмосферы

Рекламные щиты, очищающие воздух

Ученые из Университета техники и технологии (UTEC) в Перу занимаются разработкой и созданием рекламных щитов, которые способны бороться с загрязнением воздуха. Прототип такого рекламного щита был установлен в одной из самых загрязненных частей столицы Перу в Лиме в 2013 году. Щит работает благодаря основным термодинамическим законам, загрязненной воздух пропускается через воду, которая активно собирает в себе загрязняющие вещества (например, бактерии, пыль и т.д.), после чего очищенный воздух выпускается наружу. По утверждению создателей устройства, один рекламный щит может выполнить работу 1200 деревьев, очищая ежедневно в городских условиях 100000 м3 воздуха.

Борьба с загрязнением атмосферы в помещении при помощи дезинфектора воздуха от NASA

Вероятно, это может кого-то удивить, но воздух в помещениях часто бывает более загрязненным, чем воздух на улице. Поэтому стоит задумываться и об очищении воздуха в зданиях.

Изначально дезинфектор воздуха был разработан для Международной космической станции, на которой необходимо было избавиться от этилена, вырабатываемого растениями. На его основе было разработано устройство Airocide. Дезинфектор имеет камеру, в которой содержатся стеклянные кольца, покрытые диоксидом титана. Под воздействием света в камере продуцируются гидроксилы, которые разрушают органические молекулы, находящиеся в воздухе. После успешной эксплуатации на станции, эти устройства стали использоваться на предприятиях, чья работа была связана с продуктами питания, а также в больницах. Недавно они стали доступны для обычных пользователей.

Airocide может уничтожить практически 100 % биологических загрязнителей, таких как плесень, грибок, цветочная пыльца, пылевые клещи, вирусы, бактерии и летучие органические соединения. Airocide не является фильтром, но он дезинфицирует воздух в помещении. Недостатком данного дезинфектора можно считать то, что он требует замены картриджа через год. Стоимость Airocide в интернет-магазинах составляет обычно 799 $, а стоимость картриджа 99 $.

Борьба с загрязнением атмосферы при помощи добавки к бетону

Еще одна технология, основанная на способности диоксида титана при воздействии на него света разрушать углеродные связи в молекулах, была разработана итальянским химиком Луиджи Кассаром (Luigi Cassar). Недавно ученый был удостоен международного признания и получил европейскую премию изобретателя за создание инновационного цемента, который нейтрализует загрязняющие вещества, делает их менее вредными и улучшает качество воздуха вокруг. После нейтрализации вредных веществ они просто смываются дождевой водой.
Кассар со своей командой долгое время экспериментировал с составом добавки к бетону и, в конце концов, смог получить оптимальную формулу, которая он называет «фотокатализатором». Предлагаемый им бетон выглядит более красивым и чистым, и остается намного светлее, чем обычный бетон. Впервые данная технология была применена в 1996 году при постройке Юбилейной церкви под руководством архитектора Ричарда Мейера в Риме.

Небоскребы для борьбы с загрязнением воздуха

Вероятно, технологии очистки воздуха будущего уйдут далеко от фотокаталитических покрытий на зданиях. В этом году на конкурс дизайна небоскребов Evolo были представлены несколько концепций борьбы с загрязнением воздуха, включая концепцию Алексея Умарова из России «Гипер-Фильтр». В ней, для очищения воздуха в больших городах от выбросов CO2 и других вредных газов и обеспечения поступления в атмосферу кислорода, используется структура, которая располагается между небоскребами, рядом с оживленными транспортными магистралями и заводами. Структура состоит из множества трубок, улавливающих загрязнения, которые затем могут использоваться в химической промышленности.

Очищение воздуха в помещении при помощи устройства Andrea Air

Практически все знают, что комнатные растения способны улучшать качество воздуха в помещении. Поэтому выращивать дома всевозможные растения может быть не только эстетически приятно, но и полезно. Тех людей, которые специально выращивают растения для очищения воздуха (о лучших комнатных растениях для очистки воздуха можно прочитать в этой статье), может заинтересовать новый гаджет от Lab Store, которые усиливает способности растений бороться с загрязнениями. Устройство называется Andrea Air, благодаря вентилятору оно пропускает воздух через листву растения, его корневую систему, воду и почву и выпускает воздух обратно в комнату. Таким образом, это устройство является своего рода «живым» фильтром, который задерживает вредные летучие органические соединения и токсины благодаря растению, находящемуся в ней.

Проведенные RTP Labs исследования свидетельствуют о большей эффективности такого устройства по сравнению с традиционным расположением комнатного растения в горшках. На сайте гаджета приводятся очень обнадеживающие данные о его эффективности. При выращивании растения в Andrea Air оно в 10 раз быстрее очищает воздух и в 3,6 раза более эффективно удаляет формальдегид из воздуха. По сравнению с фильтрами HEPA и углеродными фильтрами, устройство Andrea Air в 44 раза эффективнее удаляет формальдегид (поскольку сами по себе растения более эффективны, чем эти фильтры).

Борьба со смогом в Китае

Хочется упомянуть еще об одном способе борьбы с загрязнением атмосферы, предложенном в Китае. Этот способ довольно неожиданный – распыление химических веществ с дронов-парапланов (parafoil drone) корпорации AVIC. Испытания этих летательных аппаратов начались в марте этого (2014) года. Надо сказать, что дроны способны поднять в воздух достаточно внушительный вес груза – 700 кг химикатов, которые можно распылить на территории радиусом в 5 км. В результате распыления смог оседает на землю. Однако такое решение очень спорно, поскольку, во-первых, в атмосферу будут выбрасываться дополнительные химические вещества, во-вторых, все будет оседать опять-таки на землю, будет попадать в водоемы и потенциально во все живое на земле и в воде и будет продолжать отравлять их.

Для того, чтобы создать эффективную и устойчивую систему очистки воздуха, необходимо, чтобы загрязняющие вещества, собранные из воздуха, не просто оседали на землю и смывались водой, необходимо чтобы они перерабатывались в безвредные вещества и только после этого возвращались в окружающую среду. И самым лучшим способом борьбы с загрязнением атмосферы остается изменение нашего образа жизни и уменьшение выбросов загрязняющих веществ, переход на более чистые технологии.

Источник