Воздухоочистители, "мойки" и увлажнители воздуха
Опубликовано: 16 июля 2012 г.
198
Чистый воздух бывает в горах, легко дышится на берегу моря и в лесу. А в атмосфере больших городов содержится много пыли и других, небезопасных для человека, механических загрязнителей. Зачастую на грани ПДК, а то и превышены концентрации оксида углерода II, оксидов азота и других вредных газов. Но даже такой воздушный «коктейль» может условно считаться свежим воздухом по сравнению с атмосферой плохо вентилируемых производственных и жилых помещений. Решить проблему могут различные типы устройств, очищающих, осушающих, увлажняющих и обеззараживающих воздух.
Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.
Системами обработки воздуха снабжаются вентиляционные установки и кондиционеры. Причем возникает необходимость в очистке как поступающего снаружи воздуха, так и при работе классических сплит-систем. В то же время на рынке представлены приборы, основной задачей которых является именно очистка газовой среды в помещении. Часто в их функции входит увлажнение воздуха. Свои собственные рыночные ниши занимают бытовые испарительные воздухоохладители, увлажнители воздуха и генераторы отрицательных ионов (лампы Чижевского).
Приточно-вытяжные установки
Основная задача, решаемая вентиляционными установками, – обеспечение поступления в помещения необходимого объема наружного воздуха. Приточные установки служат для подачи воздуха, который при необходимости нагревается и очищается от пыли, в помещения. Вытяжные – удаляют из них загрязненный или нагретый воздух. Обычно они функционируют вместе, согласованно. Приточную вентиляцию часто также совмещают с системой кондиционирования канального типа. Для воздухоснабжения квартир и загородных домов используются установки с низким уровнем шума и производительностью 300–2000 м3/ч.
В этом сегменте российского рынка представлено оборудование брендов и компаний Daikin, Breezart, Zehnder, Viessmann, Korf , Ferroli, VentMachine, General Climate, Mitsubishi Electric, 2VV, Remak, Electrolux, Ostberg, Systemair и др.
Приточная механическая вентиляционная система состоит из ряда элементов, расположенных в определенном порядке по направлению движения воздуха (снаружи внутрь помещения): воздухозаборных решеток, воздушных клапанов, фильтров различных видов.
В соответствии с размерами задерживаемых частиц пылевые фильтры подразделяются на классы – грубой G (улавливают частицы размером от 10 мкм), тонкой F (от 1 мкм), высокой H (задерживают до 99 % всех частиц размером от 0,3 мкм) и сверхвысокой U (99,999 % частиц более 0,1 мкм) очистки. При этом цифровой индекс (класс) возрастает от 1 до 17 в соответствии с тонкостью очистки.
Воздух с улицы подогревает водяной или электрический калорифер. Установка и эксплуатация последних проще, и поэтому они чаще применяются в бытовой секторе. Однако в помещениях объемом более 300 м3 предпочтение, из-за более низких эксплуатационных расходов, отдается водяным нагревателям. В коттеджах при условии установки смесительного узла с насосом и системы защиты от замерзания воды в калорифере для нагрева воздуха часто используется тепло автономной системы отопления.
После выхода из установки воздух распределяется сетью, состоящей из воздуховодов и фасонных изделий. Через решетки различной формы или диффузоры (воздухораспределители) он поступает в помещение. Система может также включать канальный увлажнитель воздуха, обеспечивающий его необходимую влажность. Обычно это паровые («холодные») увлажнители с подводом водопроводной воды, например, изотермические увлажнители Carel HumiSteam или адиабатические секции испарительного типа Breezart HumiLite.
Важные рыночные характеристики приборов – простота монтажа, габаритные размеры, масса, комплексность и экономичность системы вентиляции. В моноблочной установке Vitovent 300 (компания Viessmann) имеются два радиальных вентилятора (приточный и вытяжной) и пластмассовый противоточный рекуператор. Рассчитанная на вентиляцию помещений площадью до 150 м2, Vitovent 300 рекуперирует до 90 % тепла отводимого воздуха. Она может быть смонтирована на стене, полу комнаты, чердачного помещения или в подвале. Любой узел установки «Колибри» (компания «Вентмашина», производительность 300–1000 м3/ч) при необходимости демонтируется за несколько минут. Корпус установки герметичен, теплоизолирован. При необходимости приточный воздух подогревается керамическими полупроводниковыми электронагревателями.
Обеспечить приток наружного воздуха в небольшое помещение (комнату) могут индивидуальные установки мощностью около 100 м3/ч. Им не нужна сеть воздуховодов, и монтаж осуществляется за два–три часа. Например, это модели компании 2VV. Индивидуальные приточно-вытяжные вентиляционные установки с рекуперацией тепла Lossnay выпускает Mitsubishi Electric.
.jpg)
Кондиционеры
Кондиционирование обеспечивает комфортные для человека параметры воздуха в помещении. Решая задачу охлаждения воздуха, мы попутно определяемся и с его очисткой, теплоснабжением, вентиляцией. Поступление свежего воздуха обеспечивают кондиционеры с функцией подмеса. Ее обычно имеет большинство моноблоков – оконников. Но существуют и модели сплит-систем с подмесом наружного воздуха. Например, это серии FTXR компании Daikin и HSU-09RG03 Luxury (Haier).
Сплит-системы часто комплектуются различными устройствами, повышающими эффективность очистки и обеззараживающими воздух. Ультрафиолетовая лампа и фотокаталитический фильтр с оксидом титана, дополняя друг друга, эффективно очищают и обеззараживают воздух в помещении, снижают риск возникновения респираторных заболеваний. УФ-лампа обеспечивает дезодорирующий эффект и позволяет существенно снизить концентрацию частиц запаха. Модели компании Haier с подмесом свежего воздуха Fresh Air и УФ-лампой обеспечивают его очистку, осушение и обеззараживание. В них установлена трехступенчатая система фильтрации, а ионизатор позволяет эффективно поддерживать в помещении благоприятный ионный баланс.
.jpg)
В кондиционере FTXR-E (Daikin) применена схема двухстадийной очистки воздуха – в наружном и внутреннем блоках. На первой стадии марганцевый катализатор, расположенный во вращающейся кассете наружного блока, уничтожает неприятные запахи, а также удаляет оксиды NОх, SOх, которые могут присутствовать в атмосферном воздухе. Воздухоочистительный фильтр, расположенный в месте соединения гибкого рукава с внутренним блоком, останавливает содержащиеся в воздухе пыль и пыльцу. На второй стадии очистки используется фотокаталитический фильтр и источник стримерного разряда, создающий поток быстрых электронов, которые активно разрушают молекулы пахучих веществ. Его компактный генератор размещен во внутреннем блоке. Молекулы запахов, вирусы, бактерии, споры плесени и другие мельчайшие частицы, просочившиеся через фильтры, уничтожаются.
Несколько лет назад в некоторых сплит-системах с подмесом воздуха (компания Gree) стали устанавливать селективные мембраны, позволявшие увеличивать на 1–2 % концентрацию кислорода в поступающем воздухе. Как дальнейшее развитие в этом направлении можно рассматривать кислородную систему Oxylife той же компании. Для обогащения воздуха кислородом используется «молекулярное сито» – цеолит.
Система состоит из внешнего блока и внутренних устройств. В первом происходит выделение кислорода из воздуха. Внутренние устройства регулируют работу внешнего блока и распределяют кислород в помещении.
Внешний блок REX-107C может обслуживать площадь до 35 м2, его производительность – 10 л/мин с концентрацией кислорода – 70 %. Блок RMC-303C подает до 25 л/мин (1,5 м3/ч) воздуха, обогащенного кислородом до 30 %.
«Чистка» и «мойка»
Современные строительные технологии и нормативы, предусматривающие повышенный уровень герметизации жилых и офисных помещений, в то же время могут приводить к накоплению внутри них различных веществ, оказывающих неблагоприятное воздействие на человеческий организм. К загрязнителям воздушной среды жилых и производственных помещений относятся не только микровзвеси различного происхождения, но и выделяемые различными синтетическими материалами токсичные химические соединения (например, формальдегид). Опасны патогенные и условно-патогенные бактерии и споры грибков.
Конструкция автономной установки очистки воздуха включает в себя различные фильтры, вентилятор и устройства поддержания заданных параметров (режимов) и контроля. Некоторые модели имеют дополнительные функции – увлажнения, обеззараживания и др.
В автономных воздухоочистителях бытового сектора применяются механические, электростатические, адсорбционные и фотокаталитические фильтры. Механические, применяемые на первой ступени очистки (класс G), задерживают относительно крупные частицы пыли, шерсть животных и т.п. Механические фильтры, относящиеся к более высокому классу HEPA (High Efficiency Particulate Arresting – высокоэффективная задержка пыли), изготавливаются из стекловолокна. Повышение их эффектвности привело к появлению ULPA-фильтров (задерживают частицы до 0,1 мкм). Они установлены, например, в воздухоочистителях серии BAP компании Bionaire. Фильтр ProHEPA той же фирмы объединил HEPA-фильтр и электретный. В состав последнего входит электростатически заряженный материал.
Так, модель Bionaire LC-1060 с производительностью до 140 м3/ч обслуживает помещение объемом до 65 м3 и снабжена ионизатором. В воздухоочистителе используется комбинация из угольного и ProHEPA-фильтра – пятислойного, удаляющего 99 % частиц размером до 0,3 мкм. Он обработан антимикробным составом, предотвращающим рост бактерий.
Самые мелкие частицы пыли эффективно удаляет электростатический фильтр: при прохождении воздуха через ионизационную камеру (коронатор) частицам загрязнений сообщается статический положительный заряд, и они затем притягиваются к отрицательно заряженной пластине. Такая технология рассчитана на удаление механических загрязнений до 0,1 мкм – частиц копоти, аэрозолей. Такие фильтры есть в модели AP200-XS04 (Ballu), которая имеет пять ступеней очистки, устраняющих болезнетворные микроорганизмы, пыль, цветочную пыльцу, частицы табачного дыма и запахов.
Угольные фильтры (адсорбционные) позволяют устранять газообразные, в частности, токсичные вещества. Сорбент в них – активированный уголь, имеющий по сравнению с обычным углем бóльшую удельная поверхность (пористость).
Фотокаталитические и плазменные фильтры занимают особое место: они, строго говоря, не фильтруют, а физически воздействуют на загрязнения. В фотокаталитических органические вещества и пыль разлагаются на поверхности катализатора из оксида титана под действием ультрафиолетового (УФ) излучения. Например, они установлены в моделях компании «Аэролайф». В плазменных фильтрах на электродах под действием электрического напряжения образуется низкотемпературная плазма, взаимодействующая с частицами пыли и другими загрязнителями, которые переходят в ионное состояние и попадают в электретный (имеющий в своем составе электрически заряженные волокна) фильтр. Там они осаждаются. При этом загрязнения не только накапливаются в фильтре, но и разлагаются до безвредных веществ.
Высокую степень очистки и ее комплексность обеспечивает использование нескольких типов фильтров. Они как бы дополняют друг друга и имеют наибольшую эффективность в определенной области. Так, в модели MC707VM (Daikin) установлена семиуровневая система с фильтрами: предварительной очистки с катехином, био-антител, плазма–ионизатором, сообщающим положительный заряд частицам пыли и пыльце растений, электростатическим. Применение The Flash Streamer (технология стримерного разряда), при которой молекулы ароматических эфиров, формальдегида, вирусы, споры плесени разрушаются электронами, активизирует также фотокаталитическую реакцию на поверхности титаново-апатитового фильтра, а адсорбирующий угольный – удаляет запахи.
Недавно компания Panasonic представила систему очистки воздуха с искусственным интеллектом VX50, позиционировав ее как самообучающийся природно-климатический комплекс с функционалом: очиститель, увлажнитель, ионизатор, озонатор. При первом включении прибора сенсоры на пыль, газово-химические загрязнения, запахи получают информацию о состоянии воздуха в помещении. Затем данные обрабатываются и в соответствии с алгоритмом выводятся параметры, соответствующие чистому воздуху.
Следующие 2–3 недели очиститель подстраивается под индивидуальный график или распорядок жизни потребителя, запоминает все случаи изменения уровня тех или иных загрязнений, выявляет периодичность их возникновения и запоминает точное время.
.png)
Интересна система ионизации, примененная в модели VX45, при которой ионизируются частички влаги размером 6–18 нм. Это позволяет очищать воздух от запахов и химических загрязнений еще до того, как он пройдет через фильтр (срок его эксплуатации – 10 лет). Наноионы образуются за счет подведения к жидкости высокого напряжения и обладают увеличенным в шесть раз по сравнению с воздушными (отрицательными) ионами жизненным циклом; они обеспечивают устранение бактерий, вирусов, неприятного запаха и т.п.
Около 30 лет назад компания Venta-Luftwaescher представила первые приборы, в которых была реализована технология «мойки воздуха» (Luft – воздух, Waescher – мойщик, нем.) – комнатный воздух, нагнетаемый внутрь корпуса вентилятором, обрабатывался за счет системы вращающихся пластинчатых барабанов.
Среди основных преимуществ «мойки воздуха» – сочетание функций увлажнения и очистки, отсутствие сменных фильтров и расходных материалов. Увлажнение воздуха основано на принципе «холодного» испарения. Например, «мойка воздуха» Air-O-Swiss 2055 D компании Plaston рассчитана на применение в помещениях площадью до 50 м2 при максимальном расходе воды 300 г/ч.
С помощью системы пластиковых дисков вода преобразуется в мелкодисперсную водяную пыль, которая увлажняет воздух и очищает его от пыли. Поверхность каждого диска состоит из мелких сот. Воздух, нагнетаемый внутрь прибора вентилятором, проходит через них, унося с собой молекулы воды, а мельчайшие частицы пыли осаждаются.
При прохождении воздушного потока через «мойку» задерживается пыль, пыльца растений, шерсть животных, которые затем смываются водой в поддон. Серебряный стержень, которым оснащен прибор, обеспечивает обеззараживание воды. Ароматизация достигается за счет пропитанного ароматическими веществами ватного тампона. В «мойку воздуха» вмонтировано устройство предварительной ионизации, которое придает микрочастицам, поступающим с воздушным потоком, отрицательный заряд. Эти частицы притягиваются к увлажняющим дискам прибора, имеющим положительный заряд, а затем смываются водой в поддон. Предварительная ионизация позволяет улавливать частицы с размером до 0,1 мкм и устранять неприятные запахи.
Важный комфортный параметр воздуха – относительная влажность. Установки-увлажнители функционируют, в частности, вместе с приточной вентиляцией или в составе автономных установок очистки воздуха, но возможно и самостоятельное применение. Так, компания Cuoghi разработала паровые увлажнители производительностью 1–130 кг/ч пара серии UV с погружными оцинкованными электродами, между которыми проходит ток и нагревает воду до температуры парообразования.
В увлажнителях серии UVR производительностью 2–60 кг/ч пар получается в результате работы электронагревательных элементов. Поэтому возможно использование водопроводной и деминерализованной воды. В последнем случае уменьшается объем технического обслуживания из-за отсутствия переходящих в нерастворимые осадки солей. Нагревательные элементы запрессованы в коррозионностойкие пластины, а перегрев предотвращают встроенные датчики температуры. Модулирующий контроллер обеспечивает плавное регулирование производительности (от 10 % максимальной). Для обеих серий предусмотрены автономное вентиляторное (комнатное), линейное (в воздуховодах) и форсуночное (турецкие бани) применение.
Испарительные охладители воздуха корпорации Symphony увлажняют воздух за счет естественного испарения: воздух прокачивается через ячеистый увлажняемый фильтр. Причем процесс этот саморегулирующийся, интенсифицируемый при повышении температуры. При этом очистка воздуха от механических загрязнений обеспечивается работой созданного компанией «водяного щита» и противопылевым фильтром. Модели серии Room Coolers могут устанавливаться аналогично оконным кондиционерам в проемы внешних ограждающих конструкций дома. Площади обрабатываемых помещений – от 12,5 до 100 м2.
Чистый, но несвежий
Ощущение свежести воздуха связано не столько с концентрациями в нем кислорода или оксидов углерода, сколько с наличием определенного количества отрицательных ионов. Именно в результате их рекомбинации даже чистый с формальной то чки зрения воздух может субъективно восприниматься как спертый, душный.
Генератором отрицательных ионов (люстра Чижевского) комплектуется ряд моделей воздухоочистителей–увлажнителей и сплит-систем. Например, в модели Hitachi RAS-14JH4 установлен генератор отрицательных ионов Ion Stik. На выходе воздушного потока ему сообщается необходимая свежесть. При этом целесообразность автономного применения «люстры» для воздухоочистки вызывает обоснованные сомнения: отрицательные ионы в воздухе становятся центрами концентрации пыли, оседающей затем на открытые, положительно заряженные поверхности.
Так, ионизатор и очиститель воздуха Air Comfort XJ-902 (AIC Climatexnik) предназначен для использования в помещениях площадью до 15 м2. Содержащиеся в воздухе загрязнители скапливаются в двух металлических пылесборниках. При работе прибора продуцируются активный кислород и отрицательные ионы, нейтрализующие неприятные запахи и создающие в помещении ощущение свежего воздуха, выход активного кислорода составляет – 0,05 ppm.
Воздухоочиститель-ионизатор «Супер плюс-турбо» (компания «Чистый воздух») может обслуживать помещения площадью до 50–60 м2; оснащен фильтрационной кассетой с дополнительным положительно заряженным электродом. При этом улавливается пыль, пыльца растений, табачный дым, копоть, пылевые клещи, патогенные бактерии. В приборе нет вентилятора или других движущихся частей, а воздух приобретает направленное движение благодаря эффекту «ионного ветра». Воздухоочиститель способен улавливать частицы 0,01–100 мкм, объем прокачиваемого воздуха – 56,5 м3/ч.
В настенной модели AIC AC-3020 при очистке воздуха используется пять типов фильтров – True HEPA, фотокаталитический, нано- и дезодорирующий, дополненные технологией Neutralizer. Дополнительное качество очистки и обеззараживание обеспечивается УФ-лампой. Имеется также встроенный генератор отрицательных ионов, индикаторы степени чистоты воздуха. Предусмотрена функция ароматизации. Площадь обслуживаемого помещения – 61 м2, эффективность очистки воздуха от частиц пыли: до 0,1 мкм – 95 %, до 0,3 мкм – 99,97 %. ПРО–фильтр с антибактериальной пропиткой задерживает крупные частицы. При изготовлении НЕРА-фильтра применена технология (Nano Silver Tech) с добавлением ионов серебра в структуру фильтра для предотвращения размножения бактерий. NANO-фильтр – блокирует микрочастицы размером до 0,3 мкм. Дезодорирующий фильтр выполнен из гранулированного угольного сорбента и более эффективен, чем угольные фильтры из нетканого материала. Пенный металлический фотокатализатор устраняет летучие органические соединения, уничтожает неприятные запахи и улавливает вирусы. Он изготовлен по технологии 10-слойного покрытия металлическим катализатором на основе алюминия, доведенного при больших температурах до вспененного состояния. Такая технология значительно увеличила общую площадь каталитического фильтра и позволила сделать его легким и прочным, обладающим шумоизоляционными свойствами и снимающим статическое напряжение.
Система Neutralizer контролирует баланс отрицательных и положительных ионов в помещении, улучшает очистку воздуха за счет установления электростатического баланса, не позволяя заряжаться статическим электричеством частицам пыли. Нейтрализованная таким образом пыль не прилипает к предметам и легко удаляется. Генератор отрицательных ионов имеет устройство MICOM, обогащает воздух отрицательно заряженными ионами, активизирует молекулы кислорода, а ультрафиолетовый стерилизатор (УФ-лампа) уничтожает патогенные бактерии и вирусы.
С. Трехов
Журнал "Аква-Терм" №68, 2012