Što je pročišćivač zraka?
Što je pročišćivač zraka? i čemu zapravo služe. Pročišćivač zraka ili pročistač zraka uređaj je koji uklanja onečišćenja iz zraka u sobi kako bi se poboljšala kvaliteta zraka u zatvorenom. Ovi se uređaji obično prodaju na tržištu kao korisni za alergičare i astmatičare te za smanjenje ili uklanjanje rabljenog duhanskog dima.
Komercijalno ocjenjeni pročistači zraka proizvode se kao male samostalne jedinice ili veće jedinice koje se mogu pričvrstiti na jedinicu za rukovanje zrakom (AHU) ili na HVAC jedinicu koja se nalazi u medicinskoj, industrijskoj i komercijalnoj industriji. Pročiščivači zraka također se mogu koristiti u industriji za uklanjanje nečistoća iz zraka prije obrade. Za to se obično koriste adsorberi za promjenu tlaka ili druge tehnike adsorpcije.
POVIJEST PROČIŠĆIVAĆA ZRAKA
1830. godine Charles Anthony Deane dodijelio je patent za uređaj koji se sastoji od bakrene kacige s pričvršćenim fleksibilnim ovratnikom i odjećom. Dugo kožno crijevo pričvršćeno na stražnji dio kacige trebalo je koristiti za dovod zraka, izvorni koncept bio je da se pumpa pomoću dvostrukog mijeha. Kratka cijev omogućila je udisanje zraka da izađe. Odjeća je trebala biti izrađena od kože ili hermetičke tkanine, pričvršćene remenima. [1]
1860-ih John Stenhouse prijavio je dva patenta primjenjujući upijajuća svojstva drvenog ugljena za pročišćavanje zraka (patenti 19. srpnja 1860. i 21. svibnja 1867.), stvarajući tako prvi praktični respirator. [2]
1871. godine fizičar John Tyndall napisao je o svom izumu, vatrogasnom respiratoru, kao rezultat kombinacije zaštitnih svojstava respiratornog uredaja Stenhouse i ostalih uređaja za disanje. [3] Ovaj je izum kasnije opisan 1875. godine. [4]
Pedesetih godina prošlog stoljeća HEPA filtri komercijalizirani su kao visoko učinkoviti zračni filtri, nakon što su pušteni u upotrebu 1940-ih u američkom projektu Manhattan za kontrolu radioaktivnih onečišćenja u zraku. [5] [6]
Prvi stambeni HEPA filtar navodno su 1963. godine prodali braća Manfred i Klaus Hammes iz Njemačke, [7] koji su stvorili Incen Air Corporation koja je bila preteča korporacije IQAir.
COVID19 I PROČIŠĆIVAĆI ZRAKA
Joseph Allen, direktor programa Zdrave zgrade na Harvardovoj školi za javno zdravstvo, preporučuje školskim učionicama da koriste pročiščivač zraka s HEPA filterom kao način smanjenja prijenosa virusa COVID-19, rekavši: “Prijenosnici s HEPA filterom visoke učinkovitosti a veličine za odgovarajuću sobu mogu uhvatiti 99,97 posto čestica u zraku. “[9]
Međutim, jedno istraživanje iz siječnja 2021. sugerira da rad pročišćivača zraka ili sustava za ventilaciju zraka u zatvorenim prostorima tijekom njihovog zauzimanja od strane više ljudi dovodi ili može dovesti do pojačanog prijenosa virusa zrakom zbog učinaka cirkulacije zraka.
ovdje su dvije vrste tehnologija pročišćavanja zraka, aktivna i pasivna. Aktivni pročistači zraka oslobađaju negativno nabijene ione u zrak, zbog čega se onečišćujuće tvari lijepe na površine, dok pasivne jedinice za pročišćavanje zraka koriste zračne filtere za uklanjanje zagađivača. Pasivni pročiščivači učinkovitiji su jer se sva prašina i čestice trajno uklanjaju iz zraka i skupljaju u filtrima. [11]
Za pročišćavanje zraka može se koristiti nekoliko različitih procesa različite učinkovitosti. Od 2005. godine najčešće metode bile su visoko učinkoviti filtri za čestice (HEPA) i ultraljubičasto mikrobiološko zračenje (UVGI). [12]
Filtracija
Pročišćavanje zračnog filtra zarobljava čestice u zraku zbog izuzimanja veličine. Zrak se provlači kroz filtar i filter ga fizički zauzima. Postoje različiti filtri, uključujući:
Visoko učinkoviti filtri za čestice (HEPA) uklanjaju najmanje 99,97% čestica od 0,3 mikrometra i obično su učinkovitiji u uklanjanju većih i manjih čestica. [13] HEPA pročiščivači koji filtriraju sav zrak koji ide u čistu sobu moraju biti postavljeni tako da nijedan zrak ne zaobilazi HEPA filter. U prašnjavim okruženjima, HEPA filtar može slijediti konvencionalni filtar koji se lako čisti (predfilter) koji uklanja grublje nečistoće, tako da HEPA filter treba rjeđe očistiti ili zamijeniti. HEPA filtri ne stvaraju ozon ili štetne nusproizvode tijekom rada.
Filtar HVAC na MERV 14 ili većem nazivni je za uklanjanje čestica u zraku od 0,3 mikrometara ili veće. MERV 14 filtar visoke učinkovitosti ima brzinu hvatanja od najmanje 75% za čestice između 0,3 i 1,0 mikrometara. Iako je stopa hvatanja MERV filtra niža od one HEPA filtra, sustav centralnog zraka može istodobno premjestiti znatno više zraka.
Korištenje visokokvalitetnog MERV filtra može biti učinkovitije od korištenja snažnog HEPA stroja uz djelić početnih kapitalnih izdataka. Nažalost, većina filtara za peć klizi na mjestu bez hermetičke brtve koja omogućuje prolazak zraka oko filtera. Ovaj je problem gori za MERV filtere veće učinkovitosti zbog povećanja otpora zraka. MERV filtri veće učinkovitosti obično su gušći i povećavaju otpor zraka u središnjem sustavu, zahtijevajući veći pad tlaka zraka i posljedično povećavajući troškove energije.
Ostale metode
Pročišćivač zraka
Ultraljubičasto mikrobiološko zračenje – UVGI se može koristiti za sterilizaciju zraka koji prolazi UV lampe putem prisilnog zraka. UVGI sustavi za pročišćavanje zraka mogu biti samostojeće jedinice s zaštićenim UV lampama koje koriste ventilator za protjerivanje zraka pored UV svjetla.
Ostali sustavi ugrađeni su u sustave prisilnog zraka tako da cirkulacija u prostorijama pomiče mikroorganizme pored svjetiljki. Ključ ovog oblika sterilizacije je postavljanje UV svjetiljki i dobar sustav filtracije za uklanjanje mrtvih mikroorganizama. Primjerice, dizajnirani sustavi prisilnog zraka ometaju vidljivost, stvarajući tako područja okoline koja će biti zasjenjena UV zrakom. Međutim, UV svjetiljka postavljena na zavojnice i odvodnu posudu rashladnog sustava spriječit će stvaranje mikroorganizama na tim prirodno vlažnim mjestima.
Najučinkovitija metoda za obradu zraka, a ne zavojnica, su linijski sustavi kanala, koji su smješteni u središtu kanala i paralelno s protokom zraka.
Aktivni ugljen je porozni materijal koji može adsorbirati hlapljive kemikalije na molekularnoj osnovi, ali ne uklanja veće čestice. Proces adsorpcije kada se koristi aktivni ugljen mora postići ravnotežu, pa će možda biti teško potpuno ukloniti onečišćenja. [14]
Aktivni ugljen je samo postupak promjene zagađivača iz plinovite u čvrstu fazu, kada se otežani ili poremećeni zagađivači mogu regenerirati u unutarnjim izvorima zraka. [15] Aktivni ugljen može se koristiti na sobnoj temperaturi i ima dugu povijest komercijalne uporabe. Obično se koristi zajedno s drugom tehnologijom filtra, posebno s HEPA. Ostali materijali također mogu apsorbirati kemikalije, ali uz veću cijenu.
Elektronički pročiščivači zraka s polariziranim medijima koriste aktivne elektronički poboljšane medije za kombiniranje elemenata i elektroničkih pročistača zraka i pasivnih mehaničkih filtara. Većina elektroničkih pročistača zraka s polariziranim medijima koristi sigurni istosmjerni napon od 24 volta za uspostavljanje polarizirajućeg električnog polja.
Većina zračnih čestica ima naboj, a mnoge su čak i bipolarne. Kako čestice u zraku prolaze kroz električno polje, polarizirano polje preusmjerava česticu kako bi se prilijepilo za jednokratnu vlaknastu podlogu. Izuzetno fine čestice (UFP) koje se ne sakupljaju prilikom početnog prolaska kroz podlogu, polariziraju se i skupljaju u ostale čestice, molekule mirisa i HOS-a te se sakupljaju u sljedećim prolazima. Učinkovitost elektroničkih pročistača zraka s polariziranim medijima povećava se kako se opterećuju, pružajući visoko učinkovitu filtraciju, s otporom zraka koji je obično jednak ili manji od pasivnih filtara. Tehnologija polariziranih medija je neionizirajuća, što znači da se ne stvara ozon.
Fotokatalitička oksidacija (PCO) tehnologija je u nastajanju u industriji HVAC-a. [Citat potreban] Uz perspektivu prednosti kvalitete zraka u zatvorenom (IAQ), ona ima dodatni potencijal za ograničavanje uvođenja bezuvjetnog zraka u prostor zgrade, čime predstavljajući priliku za postizanje uštede energije u odnosu na prethodne propisane nacrte. Od svibnja 2009. godine [podatak potreban] nije bilo diskutabilnije zabrinutosti podataka Nacionalnog laboratorija Lawrencea Berkeleyja da PCO može značajno povećati količinu formaldehida u stvarnim zatvorenim okruženjima. [Citat potreban] Kao i kod ostalih naprednih tehnologija, principi zvučnog inženjerstva i dizajner HVAC-a treba primijeniti prakse kako bi osigurao pravilnu primjenu tehnologije. Fotokatalitički oksidacijski sustavi sposobni su u potpunosti oksidirati i razgraditi organske onečišćenja. Na primjer, isparljivi organski spojevi za koje je utvrđeno da imaju niske koncentracije unutar nekoliko stotina ppmv ili manje, najvjerojatnije će u potpunosti biti oksidirani. [14] (PCO) koristi ultraljubičasto svjetlo kratkog vala (UVC), obično korišteno za sterilizaciju, kako bi napajalo katalizator (obično titanov dioksid (TiO2) [16]) i oksidiraju bakterije i viruse. [citati potrebno] PCO ulazne jedinice mogu se montirati na postojeći HVAC sustav prisilnog zraka. PCO nije tehnologija filtriranja, jer ne zarobljava i ne uklanja čestice. Ponekad je povezan s drugim tehnologijama filtriranja za pročišćavanje zraka. Žarulje za UV sterilizaciju moraju se mijenjati otprilike jednom godišnje; proizvođači mogu zahtijevati povremenu zamjenu kao uvjet jamstva. Sustavi fotokatalitičke oksidacije često imaju velike komercijalne troškove. [14]
Srodna tehnologija relevantna za pročišćavanje zraka je fotoelektrokemijska oksidacija (PECO) Fotoelektrokemijska oksidacija. Iako je tehnički vrsta PCO, PECO uključuje elektrokemijske interakcije između katalizatorskog materijala i reaktivnih vrsta (npr. Kroz postavljanje katodnih materijala) radi poboljšanja kvantne učinkovitosti; na taj je način moguće koristiti UVA zračenje niže energije kao izvor svjetlosti, a opet postići poboljšanu učinkovitost. [17]
Ionizatorski pročistači koriste nabijene električne površine ili igle za stvaranje električki nabijenih iona zraka ili plina. Ti se ioni pričvršćuju na čestice u zraku koje zatim elektrostatički privlače nabijenu kolektorsku ploču. Ovaj mehanizam stvara nusprodukte ozona i drugih oksidansa u tragovima. [8] Većina jonizatora proizvodi manje od 0,05 ppm ozona, što je industrijski sigurnosni standard. Dvije su glavne podjele: ionizator bez ventilatora i ionizator na bazi ventilatora. Jonizatori bez ventilatora su bešumni i troše malo energije, ali su manje učinkoviti u pročišćavanju zraka. Jonizatori na bazi ventilatora mnogo brže čiste i distribuiraju zrak. Stalno postavljeni kućni i industrijski pročiščivači ionizatora nazivaju se elektrofilteri.
Pročišćivači zraka u plazmi oblik su ionizirajućeg pročiščivača zraka. Umjesto taloženja čestica na tanjuru, one su prvenstveno namijenjene uništavanju hlapljivih organskih spojeva, bakterija i virusa kemijskim reakcijama s generiranim ionima. Iako obećavaju u laboratorijskim uvjetima, njihova korisnost i sigurnost nisu utvrđeni u pročišćavanju zraka. [18]
Tehnologija imobiliziranih stanica uklanja mikrofine čestice iz zraka privlačenjem nabijenih čestica u bio-reaktivnu masu ili bioreaktor, što ih enzimski čini inertnima.
Generatori ozona dizajnirani su za proizvodnju ozona i ponekad se prodaju kao pročišćivači zraka u cijeloj kući. Za razliku od ionizatora, generatori ozona namijenjeni su proizvodnji značajnih količina ozona, jakog oksidacijskog plina koji može oksidirati mnoge druge kemikalije. Jedina sigurna upotreba ozonskih generatora je u nenaseljenim prostorijama, koristeći komercijalne ozonske generatore koji proizvode “šok” koji proizvode preko 3000 mg ozona na sat. Izvođači radova na restauraciji koriste ove vrste generatora ozona za uklanjanje mirisa dima nakon oštećenja od požara, pljesnivih mirisa nakon poplave, plijesni (uključujući otrovne plijesni) i smrada uzrokovanog propadanjem mesa koji se ne može ukloniti izbjeljivačem ili bilo čime drugim, osim ozona. Međutim, nije zdravo disati ozonski plin i treba biti izuzetno oprezan kada kupujete sobni pročistač zraka koji također proizvodi ozon. [19]
Tehnologija titanovog dioksida (TiO2) – nanočestice TiO2, zajedno s kalcijevim karbonatom za neutralizaciju bilo kakvih kiselih plinova koji mogu biti adsorbirani, miješaju se u blago poroznu boju. Fotokataliza inicira razgradnju onečišćenja u zraku na površini. [20]
Termodinamička sterilizacija (TSS) – Ova tehnologija koristi toplinsku sterilizaciju putem keramičke jezgre s mikrokapilarama, koje se zagrijavaju na 200 ° C (392 ° F). Tvrdi se da se 99,9% mikrobioloških čestica – bakterija, virusa, alergena grinja, spora plijesni i gljivica – spaljuje. Zrak prolazi kroz keramičku jezgru prirodnim postupkom konvekcije zraka, a zatim se hladi pomoću ploče za prijenos topline i otpuštene. TSS nije tehnologija filtriranja, jer ne zarobljava i ne uklanja čestice.
