در مورد فیلتر‌های هپا چه می‌دانید؟

هنگام مطالعه و خرید محصولاتی که با مکش و دمش سروکار دارند کلمه هپا (HEPA) زیاد به چشم می‌خورد. آیا می‌دانید فیلتر هپا چیست؟

فیلتر هپا از بافته شدن به‌صورت نامنظم و کاملاً تصادفی الیاف فایبرگلاس، پوشال یا حصیر و فشردن آن‌ها ساخته می‌شود. قطر این الیاف بین ۰.۵ تا دو میکرون است. سه عامل اصلی مؤثر در جذب ذرات توسط فیلتر هپا شامل موارد زیر می‌شوند:

۱-قطر الیاف تشکیل‌دهنده فیلتر
۲- ضخامت کلی فیلتر
۳- سرعت عبور هوا از سطح فیلتر

ساختار فیلتر هپا

یک فیلتر از جنس مواد پلیمری و الیاف ویژه را تصویر کنید که منافذ بسیار ریزی داشته و ذرات معلق بالاتر از ۰.۰۳ میکرون قادر به عبور از این منافذ نیستند. این تعریف ساده‌ای از ساختار و عملکرد فیلتر هپاست؛ اما اگر یک ورق یا لایه از این فیلتر در یک دستگاه قرار گیرد، به دلیل سطح تماس بسیار کم، میزان هوای تصفیه‌شده بسیار ناچیز می‌شود و همچنین منافذ خیلی زود به‌وسیله گردوخاک مسدود می‌شوند و می‌بایست فیلتر را تعویض کرد. با تا کردن این فیلتر به شکل آکاردئونی به جلو و عقب سطح بسیار بزرگی از فیلتر در فضای بسیار کوچکی قرار می‌گیرد. به‌این‌ترتیب می‌توان مساحت بیشتری از ورقه‌ها را در یک فضای اندک جای داد. این همان روشی است که در طراحی فیلترهای هپا به‌کاررفته است و امروزه در برخی از دستگاه‌های تصفیه هوا فیلترهایی به مساحت ۴۰ مترمربع به همین روش در دستگاه جای می‌گیرند. در یک نگاه ظاهر یک فیلتر هپا، فیلتر هوای خودروهای سواری را به یاد می‌آورد.

فضای باز بین الیاف‌های تشکیل‌دهنده فیلتر هپا تا ۰.۳ میکرون است و برخلاف تصور عمومی عملکرد جذب ذرات توسط فیلتر هپا مانند الک کردن یا غربال کردن نیست. ذرات معلق به‌صورت شناور با جریان هوا با عبور از فیلتر در لابه‌لای لایه‌های فیلتر هپا به دام می‌افتند و جریان هوا با انعطافی که دارد از میان شبکه فیلتر عبور می‌کند. برخلاف فیلترهای Membrane (پرده‌ای، غشایی، ممبران) که مانند یک الک در یک‌لایه، ذرات معلق را به دام می‌اندازد، فیلتر هپا ذرات را در لایه‌های متعدد و مختلف خود نگه‌داشته و خیلی دیرتر مسدود می‌شود و مانع عبور جریان هوای سالم هم نمی‌شود. هدف استفاده از فیلتر هپا جذب ذرات فوق‌العاده ریز آلاینده است و طراحی آن به‌نوعی است که با سه روش هم‌زمان به این هدف دست پیدا می‌کند.

۱-مسدود کردن (interception)

ذرات کوچک‌تر از ۱۰۰ نانومتر، هنگام عبور جریان هوا از لابه‌لای الیاف فیلتر، گیر افتاده و به آن می‌چسبند ولی شعاع هوا با انعطاف، از فیلتر خارج می‌شود.

۲ –  گیر افتادن ذرات به علت تراکم بافت الیافی (Impact)

ذرات بزرگ‌تر از ۱ میکرون، به علت بافت بسیار متراکم فیلتر، در آن گیر می‌افتد و جریان هوا با حرکت منحنی از راه‌های باز میان فیلتر عبور می‌کند.

۳ – انتشار و پراکندگی (Diffusion)

جهت حرکت ذرات ریزتر از ۱/۰ میکرون، به علت برخورد با مولکول‌های گازی به‌طور مداوم تغییر می‌کند و یک مسیر نامنظم و براونی را طی می‌کنند که باعث کاهش سرعت آن‌ها شده و این تأخیر احتمال توقف و گیرکردن و نشست ذرات معلق را در فیلتر بالا می‌برد.

با توجه به عملکرد فیلتر هپا مشخص می‌شود که این فناوری قادر به حذف مؤثر بو و گازهای شیمیایی موجود در هوا نیست چراکه گازهای شیمیایی و بخارات بدبو در اندازه و فاز مولکولی هستند و مولکول‌ها به‌راحتی از منافذ فیلتر هپا عبور می‌کنند. به همین دلیل اکثر دستگاه‌های تصفیه هوای مجهز به فیلتر هپا دارای فیلتر کربن فعال نیز هستند. در جاروبرقی‌ها حذف بو مطرح نیست و از فیلتر کربن استفاده نمی‌شود.

فیلترهای هپا در اشکال مختلف

بسته به‌وسیله ای که در آن از هپا استفاده‌شده است، شکل کلی این فیلتر می‌تواند متغیر باشد. در اکثر دستگاه‌های تصفیه هوا این فیلتر به‌صورت صفحه‌ای و مستطیل استفاده می‌شود. در جاروبرقی‌ها به‌صورت عمومی فیلترهای هپا به شکل مستطیل استفاده می‌شوند ولی در برخی مدل‌های متفاوت از فیلترهای هپا به شکل استوانه یا دایره استفاده می‌شود.

حقایقی در مورد فیلترهای هپا

هپا در انگلیسی ابتدای حروف High Efficiency Particulate Air است. فیلتر هپا در دستگاه‌های مختلفی مورداستفاده قرار می‌گیرند. در دستگاه‌های تصفیه هوا جزو اولین فیلترهای ورودی و در جاروبرقی‌ها تقریباً آخرین فیلتر خروجی محسوب می‌شود. این فیلترها برای جذب گردوخاک و ذرات معلق در هوا ساخته‌شده‌اند.

برای اینکه یک فیلتر در رده هپا قرار گیرد باید بتواند ذراتی به کوچکی ۳ میکرون را جذب کند. پایین‌ترین رده هپا که به HEPA10 یا H10 معروف است می‌تواند ۸۵% ذرات را فیلتر نماید. بالاترین رده هپا هم H14 است که تا ۹۹.۹۹۵% ذرات را جذب می‌کند؛ بنابراین رده‌های فیلتر هپا بر اساس قدرت فیلتراسیون آن‌ها است.

اگر کنار شماره رده فیلترهای هپا از W استفاده شود به معنی قابل شستشو بودن است. فیلترهای هپای قابل‌شست‌وشو در جاروبرقی‌ها معمول نیستند. می‌توان با تکاندن فیلترهای غیرقابل‌شست‌وشو مدت استفاده از آن‌ها را افزایش داد یا با خارج کردن فیلتر از دستگاه و باد گرفتن روی آن تا حدودی آن را تمیز کرد.

مشتریان و خریداران جاروبرقی با اصطلاح هپا زیاد برخورد می‌کنند چراکه تولیدکنندگان این دستگاه‌ها بر روی این فیلتر مانور تبلیغاتی زیادی می‌کنند. هوای خروجی از جاروبرقی‌ها دارای ذرات بسیار ریز خاک و گردوغبار است و می‌تواند باعث آلودگی هوا و بروز آلرژی شود.

تفاوت «جاروبرقی با فیلتر هپا» و «جاروبرقی هپا»

یک جاروبرقی هپا نباید هیچ نشتی و نشری از گردوخاک داشته باشد. در این دستگاه‌ها ۱۰۰% هوای خروجی حتی هوایی که برای خنک کردن موتور استفاده می‌شود از یک فیلتر هپا عبور می‌کند. طراحی جاروی هپا باید حساب‌شده باشد تا ماکزیمم هوای عبوری از دستگاه از ظرفیت عبوری و قابلیت فیلتر هپای به‌کاررفته بیشتر نباشد. سیستم‌های مکنده این‌چنینی بسیار گران هستند و تعداد بسیار محدودی در دنیا ساخته‌شده‌اند.

جاروبرقی با فیلتر هپا همان‌طور که از نامش پیداست، جارویی است که یک فیلتر هپا هم در آن نصب‌شده است ولی تضمینی برای پاک بودن تمام هوای خروجی دستگاه نیست و ممکن است کمی گردوخاک هم منتشر شود.

تصوری غلط وجود دارد که اگر یک دستگاه جاروبرقی فیلتر هپا داشته باشد، جاروی هپا است که با توضیحات فوق، اشتباه بودن این باور مشخص می‌شود.

نکته‌ای که خریداران باید به آن دقت کنند این است که قدرت موتور و قدرت مکش نیمی از پروسه جارو کردن است و اگر هوای مکیده شده هنگام خروج از دستگاه، از مسیر فیلترهای کارآمد عبور نکند باعث آلودگی محل خواهد شد و به‌این‌ترتیب خاکی که روی زمین بوده به هوا پخش‌شده و مورد استنشاق قرار می‌گیرد و به عبارتی اوضاع بدتر می شود.

خریداران هنگام انتخاب باید نوع فیلتر و کارآیی آن را بررسی کنند تا تحت تأثیر تبلیغات شرکت‌های تولیدکننده اقدام به خرید نکنند.