stringtranslate.com

Воздухоочиститель

Функциональная схема очистителя воздуха

Очиститель воздуха или воздухоочиститель — это устройство, которое удаляет загрязнения из воздуха в помещении для улучшения качества воздуха в помещении . Эти устройства обычно позиционируются как полезные для аллергиков и астматиков , а также для уменьшения или устранения пассивного табачного дыма .

Очистители воздуха коммерческого класса производятся либо в виде небольших автономных устройств, либо в виде более крупных устройств, которые могут быть прикреплены к вентиляционной установке (AHU) или к установке HVAC , используемой в медицинской, промышленной и коммерческой отраслях. Очистители воздуха также могут использоваться в промышленности для удаления примесей из воздуха перед обработкой. Для этого обычно используются адсорберы с переменным давлением или другие методы адсорбции.

История

В 1830 году Чарльзу Энтони Дину был выдан патент на устройство, состоящее из медного шлема с прикрепленным гибким воротником и одеждой. Для подачи воздуха должен был использоваться длинный кожаный шланг, прикрепленный к задней части шлема, причем первоначальная концепция заключалась в том, что он будет накачиваться с помощью двойных сильфонов . Короткая трубка позволяла выходить вдыхаемому воздуху. Одежда должна была быть изготовлена ​​из кожи или воздухонепроницаемой ткани и закреплена ремнями. [1] В 1860-х годах Джон Стенхаус подал два патента, применяя абсорбирующие свойства древесного угля для очистки воздуха (патенты от 19 июля 1860 года и 21 мая 1867 года), создав тем самым первый практичный респиратор . [2]

В 1871 году физик Джон Тиндалл написал о своем изобретении — респираторе пожарного, возникшем в результате сочетания защитных свойств респиратора Стенхауза и других дыхательных устройств. [3] Это изобретение было позже описано в 1875 году. [4]

В 1950-х годах HEPA- фильтры были коммерциализированы как высокоэффективные воздушные фильтры , а в 1940-х годах их начали использовать в Манхэттенском проекте США для контроля переносимых по воздуху радиоактивных загрязнений. [5] [6]

Сообщается, что первый бытовой HEPA-фильтр был продан в 1963 году братьями Манфредом и Клаусом Хаммесами в Германии [7] , которые создали Incen Air Corporation, которая была предшественником корпорации IQAir . [ нужна цитата ]

Использование и преимущества

Пыль , пыльца , перхоть домашних животных , споры плесени [8] и фекалии пылевых клещей могут действовать как аллергены , вызывая аллергию у чувствительных людей. Частицы дыма и летучие органические соединения (ЛОС) могут представлять опасность для здоровья. Воздействие различных компонентов, таких как ЛОС, увеличивает вероятность возникновения симптомов синдрома больного здания . [9]

COVID-19

Джозеф Аллен, директор программы «Здоровые здания» Гарвардской школы общественного здравоохранения, рекомендует школьным классам использовать очиститель воздуха с фильтром HEPA как способ снижения передачи вируса COVID-19, говоря: «Портативные компьютеры с высокоэффективным фильтром HEPA и рассчитанный на подходящее помещение, может улавливать 99,97 процентов частиц в воздухе». [10]

Одно исследование гидродинамического моделирования, проведенное в январе 2021 года, показывает, что работа очистителей воздуха или систем вентиляции воздуха в замкнутых пространствах, таких как лифт, во время их пребывания несколькими людьми, приводит к эффектам циркуляции воздуха, которые теоретически могут усилить передачу вируса. [11] Однако реальные испытания портативных воздушных фильтров HEPA/UV в палатах больницы с COVID-19 продемонстрировали полную ликвидацию передающегося по воздуху SARS-CoV-2 . [12] Интересно, что этот отчет также показал значительное снижение количества других бактерий, грибков и вирусных биоаэрозолей , что позволяет предположить, что портативные фильтры, подобные этому, могут предотвратить не только нозокомиальное распространение COVID-19 , но и другие внутрибольничные инфекции .

Методы очистки

Очиститель воздуха, расположенный под столом
Очистители воздуха с потоком воздуха, создаваемым безлопастным вентилятором . Некоторые модели могут действовать как обогреватели или увлажнители воздуха , а также оснащены функцией вибрации и регулировкой угла потока воздуха.

Существует два типа технологий очистки воздуха: активные и пассивные . Активные очистители воздуха выделяют в воздух отрицательно заряженные ионы, в результате чего загрязняющие вещества прилипают к поверхностям, тогда как пассивные очистители воздуха используют воздушные фильтры для удаления загрязняющих веществ . Пассивные очистители более эффективны, поскольку вся пыль и твердые частицы навсегда удаляются из воздуха и собираются в фильтрах. [13] Для очистки воздуха можно использовать несколько различных процессов различной эффективности. По состоянию на 2005 год наиболее распространенными методами были высокоэффективные воздушные фильтры твердых частиц (HEPA) и ультрафиолетовое бактерицидное облучение (UVGI). [14]

Фильтрация

Очистка воздушного фильтра улавливает находящиеся в воздухе частицы за счет исключения их размера. Воздух пропускается через фильтр, и частицы физически улавливаются фильтром. Существуют различные фильтры, в том числе:

Другие методы

Очиститель воздуха, который может использовать HEPA, ионизацию, PCO, UVGI и генерацию озона.

Проблемы потребителей

Другими аспектами некоторых воздухоочистителей являются опасные газообразные побочные продукты от установок, генерирующих озон, [32] уровень шума, частота замены фильтров, потребление электроэнергии и внешний вид. Производство озона характерно для ионизирующих очистителей воздуха. Высокая концентрация озона опасна, хотя большинство ионизаторов воздуха производят небольшое количество озона, низкие концентрации озона снижают эффективность. Накопление может привести к пагубным последствиям для здоровья, особенно для уязвимых людей. [33] Уровень шума очистителя часто можно узнать в отделе обслуживания клиентов, обычно он указывается в децибелах (дБ). Уровни шума большинства очистителей могут различаться и зависеть от скорости вентилятора. [34] Частота замены фильтров и потребление электроэнергии являются основными эксплуатационными расходами любого очистителя. Существует много типов фильтров; некоторые можно чистить водой, вручную или с помощью пылесоса , а другие необходимо заменять каждые несколько месяцев или лет. [35] Иногда подходящие фильтры продаются производителем только по высокой цене, некоторые из них имеют контроль DRM, поэтому можно использовать только сменные фильтры, разрешенные производителем. [36] В США некоторые очистители сертифицированы Energy Star и являются энергоэффективными .

Технология HEPA используется в портативных очистителях воздуха, поскольку она удаляет распространенные аллергены, передающиеся по воздуху. У Министерства энергетики США есть требования, которые производители должны соблюдать, чтобы соответствовать требованиям HEPA. Спецификация HEPA требует удаления не менее 99,97% переносимых по воздуху загрязняющих веществ размером 0,3 микрометра. [37] Продукты, которые заявлены как «тип HEPA», «подобные HEPA» или «99% HEPA», не удовлетворяют этим требованиям и, возможно, не были протестированы в независимых лабораториях. [38]

Очистители воздуха могут оцениваться по множеству факторов, включая скорость подачи чистого воздуха (которая определяет, насколько хорошо очищен воздух); эффективное покрытие территории; воздухообмен в час ; потребление энергии; и стоимость сменных фильтров. Двумя другими важными факторами, которые следует учитывать, являются ожидаемый срок службы фильтров (измеряется в месяцах или годах) и уровень шума (измеряется в децибелах ) при различных настройках, на которых работает очиститель. Эту информацию можно получить у большинства производителей.

Потенциальная опасность озона

Как и в случае с другими приборами, связанными со здоровьем, существуют разногласия по поводу претензий некоторых компаний, особенно в отношении ионных очистителей воздуха . Многие очистители воздуха генерируют некоторое количество озона, энергетического аллотропа трех атомов кислорода , а при наличии влажности — небольшое количество NO x . Из-за характера процесса ионизации ионные очистители воздуха имеют тенденцию генерировать больше всего озона. [ нужна цитата ] Это вызывает серьезную озабоченность, поскольку озон является критерием загрязнителя воздуха, регулируемым федеральными и государственными стандартами США, связанными со здоровьем. В ходе контролируемого эксперимента во многих случаях концентрации озона значительно превышали уровни общественной и/или промышленной безопасности, установленные Агентством по охране окружающей среды США, особенно в плохо вентилируемых помещениях. [39]

Озон может повредить легкие, вызывая боль в груди, кашель, одышку и раздражение горла. Это также может усугубить хронические респираторные заболевания, такие как астма, и поставить под угрозу способность организма бороться с респираторными инфекциями даже у здоровых людей. Люди, страдающие астмой и аллергией, наиболее подвержены неблагоприятному воздействию высоких уровней озона. Например, повышение концентрации озона до опасного уровня может увеличить риск приступов астмы. [40]

Из-за производительности ниже среднего и потенциального риска для здоровья Consumer Reports не рекомендует использовать очистители воздуха, производящие озон. [41] IQAir , образовательный партнер Американской ассоциации легких, был ведущим отраслевым голосом против технологии очистки воздуха, производящей озон. [ нужна цитата ]

Генераторы озона , используемые для шоковой обработки (нежилые помещения), которые необходимы подрядчикам по устранению дыма, плесени и запаха, а также компаниям по уборке мест преступлений для окисления и окончательного удаления повреждений от дыма, плесени и запаха, считаются ценным и эффективным инструментом при использовании. правильно для коммерческих и промышленных целей. [42] Однако появляется все больше свидетельств того, что эти машины могут производить нежелательные побочные продукты. [41]

В сентябре 2007 года Калифорнийский совет по воздушным ресурсам объявил о запрете устройств для очистки воздуха в помещениях, которые производят озон выше установленного законом предела. Этот закон, вступивший в силу в 2010 году, требует тестирования и сертификации всех типов устройств для очистки воздуха в помещениях, чтобы убедиться, что они не выделяют чрезмерного количества озона. [43] [44]

Промышленность и рынки

По состоянию на 2015 год общий адресный рынок очистителей воздуха для жилых помещений в США оценивался примерно в 2 миллиарда долларов в год. [45]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ньютон, Уильям; Партингтон, Чарльз Фредерик (1825). «Чарльз Энтони Дин - патент 1823 года». Лондонский журнал искусств и наук Ньютона . У. Ньютон. 9 : 341. Архивировано из оригинала 16 февраля 2017 года . Проверено 9 мая 2021 г.
  2. ^ Ли, Сидни, изд. (1898). Словарь национальной биографии. Том. 54. Лондон : Смит, Элдер и Ко, с. 149. OCLC  1070574795 . Проверено 9 мая 2021 г.
  3. ^ Тиндаль, Джон (1871). Фрагменты науки для ненаучных людей: Серия отдельных очерков, лекций и рецензий . Лондон : Лонгман . ОСЛК  1110295907.
  4. ^ "Респиратор пожарного". Производитель и Строитель . 7 : 168–169. Июль 1875 г. hdl :2027/coo.31924080794518 . Проверено 9 мая 2021 г. - через HathiTrust .
  5. Огунсейтан, Оладеле (28 июня 2011 г.). Зеленое здоровье: полное руководство. Таузенд-Оукс, Калифорния : Издательство SAGE . п. 13. ISBN 9781412996884. OCLC  1089558597. Архивировано из оригинала 9 мая 2021 года . Проверено 9 мая 2021 г.
  6. Ганц, Кэрролл (26 сентября 2012 г.). Пылесос: история. Джефферсон, Северная Каролина : McFarland & Company . п. 128. ИСБН 9780786493210. OCLC  847028529. Архивировано из оригинала 9 мая 2021 года . Проверено 9 мая 2021 г.
  7. ^ Уайт, Мейсон (май – июнь 2009 г.). «Чистота 99,7 процента». Архитектурный дизайн . 79 (3): 18–23. дои : 10.1002/ad.883. ISSN  0003-8504.
  8. Кинг, Холдейн (9 сентября 2022 г.). «Интервью с Майклом Рубино, The Mold Medic». Молекула . Проверено 6 октября 2022 г.
  9. ^ Аб Ван, Шаобинь; Анг, ХМ; Тейд, Моисей О. (июль 2007 г.). «Летучие органические соединения в помещении и фотокаталитическое окисление: современное состояние». Интернационал окружающей среды . 33 (5): 694–705. дои : 10.1016/j.envint.2007.02.011. ISSN  0160-4120. PMID  17376530 – через Elsevier Science Direct .
  10. Daily, Лаура (19 октября 2020 г.). «Может ли очиститель воздуха помочь защитить вас от коронавируса?» . Вашингтон Пост . Архивировано из оригинала 7 января 2021 года . Проверено 9 мая 2021 г.
  11. ^ Дбук, Талиб; Дрикакис, Димитрис (26 января 2021 г.). «О воздушно-капельной передаче вируса в лифтах и ​​закрытых помещениях». Физика жидкостей . Мелвилл, Нью-Йорк : Издательство AIP . 33 (1): 011905. Бибкод : 2021PhFl...33a1905D. дои : 10.1063/5.0038180. ISSN  1070-6631. OCLC  1046236368. PMC 7984422 . ПМИД  33790526. 
  12. ^ Конвей Моррис, Эндрю; Шаррокс, Кэтрин; Баусфилд, Рэйчел; Кермак, Линн; Маес, Майлис; Хиггинсон, Эллен; Форрест, Салли; Перейра-Диас, Жоана; Корми, Клэр; Старый, Тим; Брукс, Софи (30 октября 2021 г.). «Удаление переносимого по воздуху SARS-CoV-2 и других микробных биоаэрозолей путем фильтрации воздуха на установках для борьбы с COVID-19». Клинические инфекционные болезни . 75 (1): e97–e101. doi : 10.1093/cid/ciab933. ISSN  1058-4838. ПМЦ 8689842 . ПМИД  34718446. 
  13. ^ «Лучшие очистители воздуха: зачем покупать очиститель воздуха в Индии» . Кент РО Системы . 4 сентября 2017 г. Проверено 9 мая 2021 г.[ мертвая ссылка ]
  14. ^ Медицинский консультативный совет, Секретариат (1 ноября 2005 г.). «Технологии очистки воздуха». Серия оценок технологий здравоохранения Онтарио . Медицинский консультативный секретариат. 5 (17): 1–52. ISSN  1915-7398. ПМЦ 3382390 . ПМИД  23074468. 
  15. ^ да Роза, РА (1 декабря 1982 г.). «Размер частиц для максимального проникновения в фильтры HEPA – и их истинная эффективность». Управление научно-технической информации . Калифорнийский университет . дои : 10.2172/6241348 . S2CID  129345954.
  16. ^ «Новые противомикробные воздушные фильтры, испытанные в поездах, быстро убивают SARS-CoV-2 и другие вирусы» . Университет Бирмингема . Проверено 19 апреля 2022 г.
  17. ^ Уотсон, Роуэн; Олдфилд, Морвенна; Брайант, Джек А.; Риордан, Лили; Хилл, Харриет Дж.; Уоттс, Джули А.; Александр, Морган Р.; Кокс, Майкл Дж.; Стаматаки, Зания; Скарр, Дэвид Дж.; де Коган, Фелисити (9 марта 2022 г.). «Эффективность воздушных фильтров с антимикробным и антивирусным покрытием для предотвращения распространения болезнетворных микроорганизмов, передающихся по воздуху». Научные отчеты . 12 (1): 2803. Бибкод : 2022NatSR..12.2803W. дои : 10.1038/s41598-022-06579-9. ISSN  2045-2322. ПМЦ 8907282 . ПМИД  35264599. 
  18. ^ Пак, Дэ Хун; Джо, Юн Хэнг; Пири, Амин; Ан, Сангвон; Хван, Чонхо (5 сентября 2020 г.). «Определение антивирусной эффективности воздушного фильтра против передающегося по воздуху инфекционного вируса». Журнал опасных материалов . 396 : 122640. doi : 10.1016/j.jhazmat.2020.122640. ISSN  0304-3894. ПМК 7152926 . ПМИД  32339873. 
  19. ^ abc Zeltner, Уолтер А.; Томпкинс, Дин Т. (январь 2005 г.). «Проливая свет на фотокатализ». Операции ASHRAE . Нью-Йорк : ASHRAE . 111 : 523–534. ISSN  0001-2505.
  20. ^ Ао, CH; Ли, Южная Каролина (30 января 2004 г.). «Комбинированный эффект активированного угля с TiO 2 на фоторазложение бинарных загрязнителей при типичном уровне воздуха в помещении». Журнал фотохимии и фотобиологии . Эльзевир . 161 (2–3): 131–140. дои : 10.1016/S1010-6030(03)00276-4. hdl : 10397/17192 . ISSN  1010-6030 – через Elsevier Science Direct.
  21. ^ «EAC поляризованных СМИ достигают совершеннолетия» . www.achrnews.com . 23 января 2006 г. Архивировано из оригинала 30 октября 2020 г. Проверено 24 ноября 2021 г.
  22. ^ Брэнсон, Дэвид (апрель 2006 г.). «Фотокатализ - соображения для инженерных проектов, чувствительных к IAQ». Инженерные системы .
  23. ^ «Бытовые воздухоочистители: краткий обзор доступной информации» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США (2-е изд.). Август 2009 г. Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г. . Проверено 10 мая 2021 г.
  24. ^ Боно, Нина; Понти, Федерика; Карло, Пуна; Кандиани, Габриэле (25 февраля 2021 г.). «Влияние УФ-облучения и фотокатализа TiO2 на бактерии и вирусы, передающиеся по воздуху: обзор». Материалы . 2021 март, 14(5): 1075 (5): 1075. Бибкод : 2021Mate...14.1075B. дои : 10.3390/ma14051075 . ПМЦ 7956276 . ПМИД  33669103. 
  25. ^ Патент США US7063820B2, Госвами Дхарендра Йоги, «Фотоэлектрохимическая дезинфекция воздуха», опубликованный 16 декабря 2004 г., передан Исследовательскому фонду Университета Флориды, Inc. 
  26. Грабяновский, Эд (16 января 2019 г.). «Какие очистители воздуха не содержат озона? Сравнение ионизаторов, УФ-C и HEPA». Молекула . Проверено 8 июня 2022 г.
  27. ^ «Бытовые воздухоочистители: техническое резюме» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США (3-е изд.). Июль 2018. Архивировано (PDF) из оригинала 19 марта 2021 года . Проверено 11 мая 2021 г.
  28. ^ «Новый тип ультрафиолетового света делает воздух в помещении таким же безопасным, как и на улице» . Наука Дейли . 25 марта 2022 г. Проверено 28 марта 2022 г.
  29. ^ Иди, Юэн; Хивар, Васим; Флетчер, Луиза; Тидсуэлл, Эмма; О'Махони, Пол; Буонанно, Мануэла; Уэлч, Дэвид; Адамсон, Кэтрин С.; Бреннер, Дэвид Дж.; Ноукс, Кэтрин; Вуд, Кеннет (23 марта 2022 г.). «Дальний УФ-излучение (222 нм) эффективно инактивирует переносимые по воздуху патогены в камере размером с комнату». Научные отчеты . 12 (1): 4373. Бибкод : 2022NatSR..12.4373E. doi : 10.1038/s41598-022-08462-z. ISSN  2045-2322. ПМЦ 8943125 . ПМИД  35322064. 
  30. ^ «Воздухоочистители, предназначенные для преднамеренной генерации озона (генераторы озона)» (PDF) . ООО "Экологическая очистка воздуха" . Здоровье Канады . 9 марта 2000 года . Проверено 11 мая 2021 г.
  31. Хоган, Дженни (4 февраля 2004 г.). «Краска, разрушающая смог, впитывает вредные газы». Новый учёный . Архивировано из оригинала 8 марта 2021 года . Проверено 11 мая 2021 г.
  32. ^ «Информационный бюллетень об очистителях воздуха | Здоровье и безопасность окружающей среды | Массачусетский университет в Амхерсте» . ehs.umass.edu . Проверено 5 мая 2023 г.
  33. ^ Ассоциация Американских легких. «Озон». www.lung.org . Проверено 5 мая 2023 г.
  34. ^ «Лучшее руководство по покупке очистителя воздуха» . Отчеты потребителей . Проверено 5 мая 2023 г.
  35. ^ «Очистители воздуха и стоимость чистого воздуха». Отчеты потребителей . Проверено 5 мая 2023 г.
  36. ^ Автор (13 августа 2022 г.). «DRM воздушного фильтра? Хакер отказывается от использования наклейки NFC» . Хакадей . Проверено 5 мая 2023 г.
  37. ^ «Спецификация HEPA-фильтров, используемых подрядчиками Министерства энергетики» . Министерство энергетики США . Июнь 2015 года . Проверено 5 мая 2023 г.
  38. Моррис, Дэвид (22 августа 2020 г.). «Как правильно выбрать очиститель воздуха для защиты от коронавируса». Удача . Архивировано из оригинала 22 августа 2020 года . Проверено 5 мая 2023 г.
  39. ^ Бритиган, Николь; Альшава, Ахмад; Низкородов, Сергей А. (май 2006 г.). «Количественное определение уровней озона в помещениях, создаваемых очистителями воздуха с ионизацией и озонолизом». Журнал Ассоциации управления воздухом и отходами . Тейлор и Фрэнсис . 56 (5): 601–610. дои : 10.1080/10473289.2006.10464467 . eISSN  2162-2906. ISSN  1096-2247. ПМИД  16739796.
  40. ^ «Влияние озона на здоровье пациентов с астмой и другими хроническими респираторными заболеваниями». Агентство по охране окружающей среды США . 21 марта 2016 г. Архивировано из оригинала 27 апреля 2021 г. Проверено 11 мая 2021 г.
  41. ^ ab «Генераторы озона, которые продаются как воздухоочистители». Агентство по охране окружающей среды США . 28 августа 2014 г. Архивировано из оригинала 2 мая 2020 г. Проверено 11 мая 2021 г.
  42. ^ «Как долго ждать после использования генератора озона?» 10 декабря 2021 г. Проверено 21 декабря 2021 г.
  43. ^ «AB-2276 Озон: устройства очистки воздуха в помещении». Закон № 2276 от 29 сентября 2006 года. Архивировано из оригинала 5 сентября 2018 года . Проверено 11 мая 2021 г.
  44. ^ «Правила по воздухоочистителям (AB 2276)» . Калифорнийский совет по воздушным ресурсам . Архивировано из оригинала 17 февраля 2021 года . Проверено 11 мая 2021 г.
  45. ^ «Рынок бытовых очистителей воздуха в США может вырасти с 2,02 миллиарда долларов США в 2015 году до 2,72 миллиарда долларов США к 2021 году - ZionMarketResearch.Com» . ГлобусНьюсвайр . 30 августа 2016. Архивировано из оригинала 11 января 2019 года . Проверено 11 мая 2021 г.

Внешние ссылки