مرشحات الهواء
مقدمة
تلقي هذه المقالة نظرة متعمقة على فلاتر الهواء.
اقرأ المزيد لمعرفة المزيد حول مواضيع مثل:
ما هو فلتر الهواء؟
أنواع وسائط مرشح الهواء
أداء فلاتر الهواء
أنواع فلاتر الهواء
وأكثر بكثير...
الفصل الرابع: أنواع فلاتر الهواء
أنواع معدات تصفية الهواء هي كما يلي:
مرشحات HEPA
HEPA تعني مرشح هواء الجسيمات عالي الكفاءة. وفقًا لـ MIL-STD-282 ، لكي يتم اعتباره مرشح HEPA أصليًا ، يجب أن يلتقط المرشح ما لا يقل عن 99.97٪ من الجسيمات في الهواء التي يبلغ قطرها 0.3 µ وأكبر. يعتبر حجم جسيم 0.3 µ هو أصعب حجم جسيم يمكن التقاطه. في المعايير الأوروبية ومعايير ISO ، وهي ISO29463 و EN 1822 ، تبلغ الكفاءة المطلوبة 99.95٪ ، وتعتبر فلاتر الهواء بكفاءة تتراوح بين 85٪ و 99.95٪ من مرشحات EPA.
عادة ما يتم تصنيع وسائط الترشيح لمرشحات HEPA من عدة طبقات من ألياف زجاج البوروسيليكات أو ألياف البولي بروبلين مرتبة بشكل عشوائي مثل شبكة الإنترنت لتعظيم توقيف الجسيمات. تعتمد مرشحات HEPA على مزيج من هذه الآليات لالتقاط الجسيمات:
1 يحدث تأثير الانطباق على سطح وسيط المرشح لغربال الجسيمات الأكبر من فتحات الشبكة لوسائط المرشح. تصطدم هذه الجسيمات بالألياف ويتم التقاطها مباشرة. تعمل هذه الآلية عادة مع الجسيمات الأكبر من 1 ميكرون.
2 تداخل الجسيمات التي لم يتم نخلها على سطح وسيط المرشح تتحرك إلى عمق وسط المرشح. ومع ذلك ، فإن هذه الجسيمات تصطدم بين الألياف وتتم إزالتها من تدفق الهواء.
3. الانتشار تتصادم الجزيئات الصغيرة جدًا مع جزيئات الغاز ؛ هذا يتسبب في تحركهم بشكل غير منتظم داخل وسيط المرشح وفي النهاية يصطدمون بالألياف ويلتصقون بها. هذه الظاهرة تسمى الحركة البراونية. بالنسبة للجسيمات ذات الأحجام القريبة من MPPS ، يعد الاعتراض والانتشار أهم آليتين للترشيح.
تحمي مرشحات HEPA صحة المستخدمين حيث يمكنها التقاط الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض والمواد المسببة للحساسية والروائح والمهيجات والدخان بشكل فعال. تستخدم على نطاق واسع في المستشفيات والعيادات وبيئات غرف الأبحاث ومرافق الإنتاج الكيميائي.
مرشحات ULPA
يمكن لمرشحات الهواء الجسيمي المنخفضة للغاية (ULPA) إزالة الجسيمات الأصغر في الهواء ، بقطر يصل إلى 0.12 µ بكفاءة لا تقل عن 99.9995٪. تتمتع فلاتر ULPA و HEPA بنفس آلية العمل ؛ ومع ذلك ، فإن مرشحات ULPA لها مسامية متوسطة أقل. وبالتالي ، فإن كثافة وسائط المرشح الأكبر تقلل من تدفق الهواء ؛ ينتج عن هذا استهلاك طاقة أعلى من فلاتر HEPA. علاوة على ذلك ، لديهم عمر خدمة أقصر وأكثر تكلفة.
فلاتر الهواء المؤين
في مرشح الهواء المؤين ، يمر الهواء غير النظيف أولاً من خلال مرشح مسبق ، ثم من خلال مؤين لإعطاء الجسيمات المحمولة جواً شحنة كهربائية. ثم تنجذب الجسيمات المشحونة كهربائيًا إلى الصفائح المشحونة بشكل معاكس ويتم الاحتفاظ بها. لا تتضمن آلية التصفية وسائط التصفية. يشار إلى فلاتر الهواء المؤين عادة باسم مرشحات الهواء الكهروستاتيكية.
فلاتر الهواء المؤين لها تصنيف MERV يتراوح من 4-5. إنها فعالة من حيث التكلفة ، ولها عمر خدمة طويل ، ويجب صيانتها بانتظام لزيادة تدفق الهواء إلى أقصى حد. ومع ذلك ، فهي ليست الخيار الأفضل للمستخدمين الذين يعانون من مشاكل في الجهاز التنفسي. يمكن أن ينتج المجال الكهربائي الناتج جزيئات الأوزون التي يمكن أن تؤدي إلى تفاقم الربو وأمراض الرئة.
فلاتر هواء كهربائية قابلة للغسل
تعتمد مرشحات الهواء الكهروستاتيكية القابلة للغسل على وسيط مرشح إلكتروستاتيكي ، والذي يُصنع عادةً من مادة البولي بروبيلين المنسوجة أو البوليستر. تواجه الجسيمات المحمولة في الهواء احتكاكًا أثناء مرورها عبر وسائط المرشح. في النهاية تصبح مشحونة وتنجذب إلى الطبقات الداخلية لوسائط المرشح. تحتفظ وسائط المرشح بالجسيمات بواسطة الكهرباء الساكنة حتى يتم غسلها لإزالة تلك الجسيمات. تظل الخاصية الكهروستاتيكية ثابتة بمرور الوقت ولا تتأثر بالغسيل.
تتمتع فلاتر الهواء الكهروستاتيكية القابلة للغسل بتصنيف MERV يتراوح من 6 إلى 8. إنها آمنة لأنها لا تنتج الأوزون. فهي غير مكلفة ودائمة ولها عمر خدمة طويل.
فلاتر هواء الكربون المنشط
تعتبر فلاتر هواء الكربون المنشط فعالة في إزالة الملوثات الغازية والأبخرة والأبخرة والروائح الموجودة في الهواء. يتم امتصاص الجزيئات الغازية في الهواء والاحتفاظ بها في السطح الخارجي لذرة الكربون. ومع ذلك ، لإزالة هذه الجزيئات بشكل فعال ، يجب السماح لها بالاستقرار في مصفوفة الكربون المنشط لفترة معينة من الوقت.
عند استخدامها كمرشح مستقل ، لا يمكنها التقاط الجسيمات الصلبة. ومن ثم ، يتم استخدامها عادةً مع مرشحات الهواء HEPA وفلاتر الهواء الكهروستاتيكية لتحسين جودة الهواء. تردد الاستبدال المطلوب لوسائط مرشح الكربون المنشط غير معروف لأنه لا يظهر أي علامات تشبع.
فلاتر الهواء فوق البنفسجية
تستخدم فلاتر الهواء فوق البنفسجية (UV) ضوءًا خاصًا يتم تثبيته داخل تيار تدفق الهواء قبل أو بعد وحدة تدفق الهواء لضمان مرور دوران الهواء عبر نظام الترشيح. عندما يمر الهواء عبر الفلتر ، يضيء ضوء الأشعة فوق البنفسجية المركّز في تدفق الهواء لتعقيم الهواء وإزالة الميكروبات والفيروسات والبكتيريا وجراثيم العفن.
مزيج من الفلاتر العادية وفلاتر الأشعة فوق البنفسجية ينظف الجسيمات المادية والفيروسات. تستخدم مرشحات الأشعة فوق البنفسجية الموجات الكهرومغناطيسية التي لا ترتبط بجزيئات الهواء. إنها صيانة منخفضة للغاية ولا تحتاج إلا إلى استبدالها مرة واحدة في السنة. تتميز فلاتر الأشعة فوق البنفسجية بكفاءة عالية وتنظيفها باستمرار دون إصدار أي ضوضاء. على عكس المرشحات التقليدية ، لا تجمع مرشحات الأشعة فوق البنفسجية الأوساخ أو الغبار أو الجزيئات التي تمنع المرشحات الأخرى.
لا تستطيع مرشحات الهواء التي تعمل بالأشعة فوق البنفسجية إزالة الجسيمات الصلبة والملوثات الغازية عند استخدامها كمرشح مستقل. عندما يتم دمجها مع مرشحات HEPA ، ينتج عن هذا المزيج تحسنًا كبيرًا في جودة الهواء. تم تصنيف بعض أشكال مرشحات الأشعة فوق البنفسجية لإزالة فيروس COVID.
مرشحات HVAC
تمنع مرشحات HVAC الجسيمات (مثل الغبار والأوساخ والحطام) والملوثات الأخرى الموجودة في الهواء من دخول المكونات الداخلية لنظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. يمكن أن تتسبب هذه الجسيمات الصلبة في إتلاف كفاءة نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وتدهورها. تعمل فلاتر HVAC أيضًا على تحسين جودة الهواء المنتشر داخل الغرفة أو المنشأة. فلاتر التيار المتردد ومرشحات الفرن هي أنواع من فلاتر HVAC ولها نفس التصميم والبناء.
نظرًا لأن تشغيل مرشحات HVAC يعتمد على تدفق الهواء ، فمن المستحسن استخدام مرشحات الفرن ذات تصنيف MERV أقل من 13 إذا كان سيتم تثبيتها في المساحات السكنية.
مرشحات هواء المحرك
فلاتر هواء المحرك عبارة عن مرشحات مطوية مستطيلة الشكل تزيل الجسيمات من الهواء قبل أن تتدفق إلى محرك السيارة. يمكن أن يتسبب تراكم الجزيئات الصلبة داخل المحرك في تآكل وتلف المكونات الداخلية للمحرك ، وزيادة استهلاك الوقود ، وتدهور كفاءته.
يجب استبدال فلاتر هواء المحرك بين 15000 و 30000 ميل حسب نوع السيارة وظروف القيادة. يؤدي تراكم المواد الصلبة في الفلتر إلى تقييد تدفق الهواء ، ويحد من التسارع ، ويؤدي إلى انبعاث الغازات السامة من السيارة.
فلاتر هواء الكابينة
فلاتر هواء المقصورة هي فلاتر HVAC مصممة للسيارات. عادة ما تكون مصنوعة من وسائط الترشيح الورقية متعددة الطبقات. أنها توفر الهواء النظيف للركاب وتحمي نظام تكييف الهواء للسيارة. يقومون بتصفية الجسيمات في الهواء المسحوبة من مقصورة الركاب قبل دخولها إلى مكيف هواء السيارة. فلاتر المقصورة لها ترددات استبدال مختلفة عن فلاتر هواء المحرك.
فلاتر عادم السيارة
يتم تثبيت فلاتر عادم السيارة مباشرة في أنابيب عادم المركبات. إنها تلتقط الجسيمات الدقيقة والضارة من انبعاثات المحرك لمنعها من تلويث الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فهم غير قادرين على التقاط الغازات السامة مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين.
مرشحات جسيمات الديزل
مرشح جسيمات الديزل (DPF) هو نوع خاص من فلاتر عادم السيارات المصممة للمحركات التي تعمل بالديزل. إن وسائط الترشيح الخاصة بهم مصنوعة من مادة خزفية تشكلت في بنية قرص العسل. تجمع وسائط المرشح السخام والرماد والجسيمات الأخرى.
تحتوي DPFs على محول تحفيزي مؤكسد يحول محتوى الكربون في السخام المتراكم إلى ثاني أكسيد الكربون عن طريق التجديد السلبي أو النشط. يمكن أن يحدث التجديد السلبي والنشط تلقائيًا دون بدء السائق. هذا يجعل DPFs مرشحًا ذاتي التنظيف ؛ ومع ذلك ، لا تزال الصيانة الدورية ضرورية.
مرشحات شفاط العادم
تُركَّب فلاتر شفاط العادم أو فلاتر الشحوم في شفاطات المطبخ لإزالة الشحوم والزيوت والدخان والروائح من الهواء الناتج أثناء الطهي ، وعادةً ما تكون مصنوعة من وسائط الفلتر المعدني ويتم تثبيتها فوق المواقد والشوايات و المقالي.
مرشحات باجهوس
تعمل المرشحات الكيسية على إزالة جزيئات الغبار وملوثات الهواء من مجاري الهواء المتسخة الناتجة عن معدات التصنيع والمعالجة. تحتاج أي صناعة يتم فيها إنشاء غبار مزعج إلى نظام لجمع الغبار. الصناعات النموذجية هي معالجة الأخشاب وتصنيع الأغذية وتشغيل المعادن.
يحتوي نظام الترشيح الكيسي على أكياس ترشيح أو خراطيش ترشيح أو عناصر ترشيح مطوية. تصنع خراطيش الترشيح من البوليستر والوسائط الورقية المعالجة بطبقات مثل PTFE و Nanofiber ، بينما تصنع أكياس الترشيح من لبادات البوليستر والمواد القطنية المعالجة.
تلتقط المرشحات التي تستخدم لمرة واحدة في نظام الأكياس جزيئات الغبار من الهواء الذي يمر عبرها. يخرج الهواء النظيف من الكيس إما إلى الخارج أو يتم إعادة تدويره عبر البيئة. الغبار الزائد المنبعث من المرشحات يسقط في قادوس أسفل غلاف الكيس. تتمتع فلاتر الأكياس بقدرة تدفق هواء كبيرة وهي مصممة للتطبيقات والاستخدامات الصناعية.
فلاتر العادم
يتم تركيب فلاتر العادم في أنظمة التهوية لتصفية الهواء من مكان مغلق قبل إطلاقه في البيئة.
فلتر ضاغط الهواء
يتم تثبيت مرشحات ضاغط الهواء ، أو مرشحات الخطوط الجوية ، في شركات الطيران المكثفة ، والتي تُستخدم لإزالة الماء والجسيمات الصلبة والزيت والملوثات الأخرى في عملية ترشيح متعددة المراحل. إنها تمنع هذه الملوثات وتحمي المكونات الداخلية لوحدة ضاغط الهواء ، مما يضمن أن الوحدة في أفضل حالة.
ملخص
1- فلاتر الهواء هي أجهزة تستخدم لإزالة الجسيمات والملوثات المحمولة جواً والتي تشكل خطراً على الصحة والنظام البيئي. تستخدم هذه الأجهزة وسائط الترشيح ، والتي تلتقط تلك الجسيمات على جانب المنبع.
2- تحتوي فلاتر الهواء المثنية على طيات أو ثنيات تزيد من مساحة سطحها. توفر فلاتر الهواء غير المطوية أقصى تدفق للهواء وهي مناسبة لضغط تدفق هواء أعلى.
3 يمكن تصنيع وسائط مرشح الهواء من الورق أو الرغوة أو الكربون أو الألومنيوم أو الفولاذ أو الألياف الزجاجية أو البلاستيك.
يتم الإبلاغ عن أداء فلاتر الهواء من خلال تصنيف MERV ، والوقف ، وسعة احتجاز الغبار ، وكفاءة بقعة الغبار ، و MPPS. يشيع استخدام تصنيف MERV ؛ يشير إلى فعالية مرشح الهواء في إزالة الجزيئات التي يتراوح حجمها بين 0.3 و 10 ميكرون.
4- تلتقط مرشحات HEPA ما لا يقل عن 99.97٪ من الجسيمات في الهواء بقطر 0.3 ميكرون. في ISO والمعايير الأوروبية ، يجب أن تكون الكفاءة 99.95٪ على الأقل.
5- الانطباق والاعتراض والانتشار هي آليات الترشيح التي تحدث في مرشحات HEPA.
6. تزيل مرشحات ULPA الجسيمات التي يصل قطرها إلى 0.12 ميكرون لكفاءة لا تقل عن 99.99٪. كثافة وسائط المرشح الخاصة بهم أعلى من مرشحات HEPA ؛ وبالتالي ، فإن تدفق الهواء يكون أكثر تقييدًا.
7- تجذب فلاتر الهواء المؤين وفلاتر الهواء الكهروستاتيكية القابلة للغسل الجسيمات بواسطة الكهرباء الساكنة.
8- تعمل فلاتر الكربون النشط وفلاتر الهواء فوق البنفسجية على إزالة الغازات السامة والكائنات الدقيقة في الهواء على التوالي.
9- تعمل فلاتر الهواء HVAC على حماية المكونات الأساسية لوحدة HVAC وتنقية الهواء للمستخدمين. أنواع فلاتر الهواء HVAC هي فلاتر التيار المتردد وفلاتر الفرن.
10- مرشحات الهواء المستخدمة في المركبات هي فلاتر هواء المحرك ، وفلاتر هواء المقصورة ، وفلاتر عادم السيارات ، وفلاتر جسيمات الديزل (DPF).
المرشحات الكيسية هي معدات مكافحة التلوث التي تزيل الجسيمات والملوثات في غازات المداخن من معدات العملية قبل إطلاقها في الغلاف الجوي.
11.تُستخدم فلاتر غطاء العادم وفلاتر العادم في أنظمة التهوية التجارية والسكنية.
