В воздухе пахнет дымом?
Растущий уровень загрязнения воздуха — одна из самых серьезных проблем, волнующих сегодня все человечество. По данным Всемирной организации здравоохранения, в настоящее время почти все жители нашей планеты (99%), дышат воздухом, загрязненным сверх установленных норм качества.
Согласно подсчетам ВОЗ, только в 2019 году загрязнение атмосферного воздуха (вне помещений) привело к преждевременной смерти 4,2 миллиона человек во всем мире, а совокупное воздействие окружающего воздуха и его же внутри жилых помещений стало причиной смерти почти семи миллионов людей.
За сутки человек вдыхает около 12 тысяч литров воздуха, и основная часть вредных веществ попадает в наш организм не с водой или пищей, а через легкие. Микроскопические взвешенные частицы, образующиеся из выхлопных газов или при сгорании твердого топлива, — один из главных негативных факторов, влияющих на наше здоровье.
Твердые частицы диаметром до 0,0025 мм (PM2,5) при вдохе попадают в кровь, нарушая работу кровеносной системы, а более крупные, диаметром до 0,01 мм (PM10), повреждают дыхательные пути. Сажа и пыль — причина сердечно-сосудистых, респираторных и онкологических заболеваний.
Человечество во всем мире активно борется с загрязнением воздуха: принимаются меры по снижению выбросов промышленных предприятий, «зеленеют» энергетика и транспорт, растет значение возобновляемых источников энергии. К сожалению, этих мер всё еще недостаточно для улучшения глобального климата.
Антропогенные факторы — не единственный источник загрязнения атмосферы. На чистоту воздуха влияют извержения вулканов, пыльца растений, степные и лесные пожары. Москвичи и жители Подмосковья хорошо запомнили жаркое лето 2010 года, когда из-за множества лесных пожаров и возгораний торфяников в окрестностях столицы в ней самой наблюдался сильнейший смог.
На территории Москвы в то время нормы по диоксиду азота были превышены более чем в два раза, по угарному газу — почти в семь раз, а по взвешенным частицам — до шестнадцати раз. В этот период в столице число смертей увеличилось на 36%. Смог проникал в метро, нарушал работу аэропортов, учреждений и предприятий, в парках и подмосковных лесах была отмечена массовая гибель диких животных, страдали и домашние питомцы.
Опасность катастрофического роста загрязнения воздуха из-за сильных лесных пожаров подстерегает нас каждое лето, особенно если оно выдается жарким и сухим. Жителям больших городов, у которых нет возможности покинуть зону бедствия, в таких случаях рекомендуется как можно реже выходить на улицу и своими силами обеспечивать чистоту атмосферы в квартире.
Тем, кто не обеспечен стационарными средствами воздухоочистки (приточная вентиляция с фильтрацией, бризеры и т. п.), в таких случаях на помощь приходят бытовые очистители воздуха. Но не все из них одинаково эффективны в борьбе с повышением в атмосфере уровня взвешенных частиц. Сегодня мы попробуем разобраться, как правильно выбрать воздухоочиститель, если лето выдалось жарким, а в воздухе запахло гарью.
Виды бытовых воздухоочистителей, принципы работы
Воздухоочистители с HEPA-элементами
Подавляющее большинство классических очистителей оборудовано HEPA-фильтрами. Это решение появилось в сороковых годах прошлого века и изначально применялось на предприятиях ядерной промышленности для улавливания радиоактивных частиц. Очистной элемент изготовлен из сложенного гармошкой волокнистого материала.
Основное отличие HEPA от привычных нам фильтров грубой и тонкой очистки в том, что свободное пространство между волокнами значительно больше улавливаемых частиц. Диаметр волокон — около 0,5—5 микрон, а расстояние между ними — 10—50 микрон. Самые мелкие частицы (с диаметром менее 0,1 микрон) меняют свою траекторию относительно потока воздуха за счет броуновского движения, касаются волокна и оседают на нем. Это диффузионный эффект.
Более крупные частицы, диаметром порядка 1 мкм, меньше подвержены броуновскому движению, но у них больше масса и, следовательно, сильнее инерция. Их траектория более прямолинейна, чем поток газа, проходящего фильтр, и, сталкиваясь с волокнами, они осаждаются на них.
Для частиц еще большего размера срабатывает эффект зацепления: приблизившись к волокну на расстояние собственного радиуса, пылинка касается поверхности и остается на ней.
Обрастая микроскопическими частицами, волокна фильтра увеличиваются в диаметре и, следовательно, эффективнее задерживают частицы. Парадоксально, но факт: со временем эффективность HEPA-элемента возрастает, но только в том случае, если он не забивается более крупными частицами: их должен удерживать предварительный фильтр, расположенный перед HEPA.
В зависимости от количества улавливаемых частиц, фильтры систем вентиляции и кондиционирования делят на следующие классы:
| Группа | HEPA-класс | Эффективность |
|---|---|---|
| EPA | E10 | ≥ 85% |
| Е 11 | ≥ 95% | |
| Е 12 | ≥ 99,5% | |
| HEPA | Н 13 | ≥ 99,95% |
| Н 14 | ≥ 99,995% |
Фильтры с более высокой эффективностью относятся к классу ULPA, но в бытовых очистителях воздуха они, как правило, не используются — и в нашем материале мы их не рассматриваем.
Для потребителя важно помнить:
- HEPA-фильтры не подлежат чистке: это одноразовый элемент
- Перед HEPA-элементом необходим слой предварительной фильтрации
- Со временем эффективность HEPA-фильтра растет, но только в том случае, если он не подвержен загрязнению крупной пылью
Приведем несколько примеров использования HEPA-фильтров в рассмотренных нами в последнее время воздухоочистителях.
Genio Airclean 40
Это прибор с цилиндрическим HEPA-элементом, перед которым размещены предварительный и антибактериальный фильтры. Последняя ступень фильтрации — слой с активированным углем, призванный избавлять воздух от неприятных запахов и вредных органических веществ.
Прибор оборудован ультрафиолетовой лампой, обеззараживающей проходящий через него воздух, и снабжен датчиком загрязнения воздуха, определяющим количество частиц PM2.5.
Redmond RAC-3708
У этой модели — прямоугольный HEPA-фильтр класса H13. Перед ним расположена тонкая капроновая сетка предварительного фильтра, а за ним — слой активированного угля.
Redmond RAC-3708 оснащен также УФ-лампой, обеззараживающей и ионизирующей воздух.
Kitfort KT-2825
Здесь мы также видим прямоугольный «бутерброд» из мелкой капроновой сетки, HEPA-элемента класса H13 и угольного фильтра.
В качестве дополнительной опции здесь стоит ионизатор, а вот ультрафиолетовой лампы у прибора нет — это одна из самых недорогих моделей, рассмотренных нами.
Просто добавить воды
Некоторые производители ставят в дополнение к основному фильтрующему элементу еще один, смачиваемый водой или частично погруженный в нее. Такое решение прибавляет к главной функции очистителя воздуха еще одну: увлажнение.
LifaAir LAH302
Основной фильтр у этой модели — цилиндрической формы. В конструкции используется HEPA-элемент класса H13.
Внутри цилиндра помещен еще один, сделанный из специально обработанного бумажного волокна. С помощью специального насоса на верхнюю его часть непрерывно подается вода. Проходящий через мокрый материал воздух насыщается водяными парами, а излишек жидкости сливается обратно в резервуар.
Эта модель оборудована также ультрафиолетовым облучателем, датчиком качества воздуха, термометром и гигрометром.
Genio Airclean 60
Конструкторы Genio Airclean 60 использовали прямоугольный элемент класса H12, разместив перед ним целый «бутерброд» предварительных фильтров: холодный катализатор, разлагающий вредные газы (в частности, формальдегид и бензол), затем угольный, потом антибактериальный.
Прошедший многоступенчатую очистку поток воздуха направляется в отсек увлажнителя, где находится полупогруженный в воду пористый испаряющий элемент из твердого синтетического материала.
У этой модели также есть функция ионизации, УФ-облучение и датчик качества воздуха.
Дисковые мойки воздуха
Основной элемент этого класса очистителей воздуха — пакет тонких пластиковых дисков с перфорированной или рифленой поверхностью, частично погруженный в воду и медленно вращающийся.
Поток воздуха, попадающий на диски, увлажняется и оставляет на них пыль и грязь, которые смывает вода из резервуара. Такой тип принято называть мойками воздуха: они эффективно избавляют помещение от пыли. Однако в них крайне редко ставят дополнительные фильтры, поэтому они не слишком эффективны в борьбе со взвешенными частицами.
Venta LPH60
Но нет правил без исключений. В очистителе Venta LPH60 воздух перед попаданием на дисковый пакет проходит через сетчатый предварительный фильтр и HEPA-элемент класса H13. Эта модель не только увлажняет воздух, но и фильтрует его.
Здесь также есть датчик качества воздуха (PM2.5), гигрометр и термометр.
Kitfort KT-2821
А вот пример «классической» мойки воздуха без фильтров. У Kitfort KT-2821 для очистки атмосферы применяется только полупогруженный в воду дисковый пакет.
В прибор поставили термометр и гигрометр, а вот измерения качества воздуха тут нет.
Барабанные мойки
В отдельный класс устройств можно вынести разработанные компанией Boneco барабанные мойки воздуха.
Принцип действия у этих устройств сходный с применяемым в дисковых: в резервуаре c водой медленно вращается увлажняемый ротор, через который пропускается воздух.
Рабочий элемент у этих устройств — не стопка пластиковых дисков, с поверхности которых происходит испарение, а синтетическая губка сложной трехмерной структуры, натянутая на каркас. Такое решение делает увлажнение более эффективным, да и со взвешенными воздухе частицами справляется лучше.
У моек воздуха этого производителя есть еще один общий элемент: это сменный антимикробный стержень внутри водяного резервуара. Он насыщает воду ионами серебра и препятствует размножению в ней болезнетворных микроорганизмов.
Boneco W400
У этой модели нет фильтра тонкой очистки: только предварительный, представляющий собой мелкую капроновую сетку на пластиковой рамке. Она хорошо защищает от пыли, а за остальное отвечает трехмерная губка на роторе.
Хотя в этом устройстве есть термометр и гигрометр, за их показаниями можно следить только с помощью мобильного приложения: дисплея нет.
Boneco H400
У этой модели очень похожий корпус: его не отличишь от поставленной рядом W400. Главное отличие скрывается внутри: под сеткой предварительного фильтра находится квадратный HEPA-элемент. В качестве дополнительной опции производитель предлагает также трехслойный фильтр с активированным углем и биологически активным полифенолом.
Информации о классе используемых HEPA-элементов производитель, к сожалению, не приводит. Как и у предыдущей модели, у H400 есть термометр и гигрометр, но нет дисплея, выводящего информацию с этих датчиков на само устройство.
Boneco H700
У топовой модели H700 за сетчатым предварительным стоит двухслойный элемент тонкой очистки, состоящий из HEPA-фильтра класса H11 и угольного, очищающего воздух от неприятных запахов, дыма и вредных летучих соединений.
У Boneco H700 есть встроенный датчик качества воздуха, а также термометр и гигрометр. Информация с сенсоров отображается на дисплее.
Угольный фильтр
Наличие угольного фильтра — важная дополнительная опция. Активированный уголь очищает проходящий через него воздух от неприятных запахов и вредной органики.
Такой фильтр есть у шести из десяти рассматриваемых нами моделей:
| Наличие фильтра | |
|---|---|
| LifaAir LAH302 | нет |
| Boneco H700 | есть |
| Genio Airclean 40 | есть |
| Genio Airclean 60 | есть |
| Kitfort KT-2823 | есть |
| Redmond RAC-3708 | есть |
| Kitfort KT-2825 | есть |
| Boneco H400 | нет |
| Boneco W400 | нет |
| Venta LPH60 | нет |
Производительность и уровень шума, зависимость
Производительность, измеряемая в кубических метрах в час, — один из главных параметров, по которым следует выбирать очиститель. Чем больше воздуха устройство прогоняет через фильтр, тем больше помещение, которое оно может обслуживать.
С повышением производительности растет, к сожалению, и уровень шума, издаваемого прибором при работе. Хотя законы физики обмануть довольно сложно, производители стараются применять технические решения, понижающие шумность. Поэтому зависимость между этими двумя параметрами не всегда линейна. В таблице ниже мы приводим данные, полученные нами при лабораторных тестах.
Функция увлажнения
Некоторые из рассматриваемых нами моделей не только очищают воздух, но и увлажняют его. Такая функция особенно полезна в зимнее время, когда относительная влажность снижается ниже комфортного уровня, но уместна она будет и летом.
По этому параметру уверенно лидируют две барабанные модели от Boneco. За ними с небольшим отрывом следует воздухоочиститель LifaAir с принудительно увлажняемым цилиндрическим элементом, а замыкает список прибор от Genio с полупогруженным пористым увлажнителем.
Эффективность фильтрации от взвешенных частиц
И, наконец, мы переходим к главному: исследованию эффективности очистки воздуха от взвешенных частиц PM2.5 и PM10. Чтобы оценить ее, мы заполняем небольшое помещение объемом 10,5 м³ дымом из дымогенератора собственной разработки до концентрации, существенно превышающей порог измерительного оборудования. Количество взвешенных частиц измеряем с помощью оптического датчика SDS011, который может определять содержание PM2.5 до уровня 999 мкг/м³ и PM10 до 1999 мкг/м³. Эти значения и были использованы в качестве максимальных.
Содержание взвешенных частиц падает по экспоненте; более крупные PM10 фильтруются чуть быстрее, чем мелкие PM2.5.
В отдельную группу мы выносим дисковые мойки и барабанную модель Boneco без фильтра тонкой очистки: хотя эти модели успешно борются к обычной пылью, их эффективность против задымления оказалась на порядок ниже, чем у воздухоочистителей с HEPA-фильтрами.
Выводы
Согласно нашим измерениям, в борьбе с загрязнением воздуха, образованным антропогенными или природными факторами, эффективнее всего очистители, снабженные HEPA-фильтрами: именно они окажутся правильным выбором в случае стихийного или техногенного бедствия.
При покупке воздухоочистителя крайне желательно обращать внимание на класс использованного в конструкции HEPA-элемента, если он указан производителем. Хорошим дополнением к основной функциональности будет наличие увлажнения и угольного фильтра. Датчик качества воздуха обеспечит устройству возможность работать в автоматическом режиме, устанавливая мощность в зависимости от уровня загрязнения.
Хорошим выбором окажутся также барабанные мойки воздуха, удачно сочетающие увлажнение и воздухоочистку — но при условии, что они снабжены предварительным HEPA-фильтром.
Дисковые же мойки оказались малополезны при задымлении: они отлично справляются с комнатной пылью, но против взвешенных в воздухе мелких частиц почти бессильны.