Jak działa oczyszczacz powietrza, czyli co dzieje się pod obudową?

Na rynku znajdziemy przynajmniej kilka typów oczyszczaczy powietrza, spośród których największą popularnością wśród konsumentów cieszą się obecnie urządzenia elektrostatyczno-fotokatalityczne oraz mechaniczne. Pierwsze działają w oparciu o reakcje chemiczne indukowane pod wpływem światła i wysokiego napięcia – aktywowane pod ich wpływem substancje chemiczne znajdujące się w filtrze urządzenia utleniają cząsteczki zanieczyszczeń zawieszonych w powietrzu, zmieniając je w substancje nieszkodliwe dla zdrowia. Mimo niewątpliwie wysokiej skuteczności, urządzenia te mają jednak i wady. W czasie ich pracy powstaje bowiem bakteriobójczy ozon, który w zbyt dużych ilościach jest szkodliwy dla zdrowia (w dużych stężeniach uszkadza błony komórkowe i upośledza działanie komórek organizmu), oraz – niekiedy – formaldehyd, organiczny związek chemiczny o właściwościach toksycznych. Może on negatywnie wpływać na skórę, wątrobę, układ oddechowy, odpornościowy i nerwowy, wywołując zarazem podrażnienia śluzówki nosa i gardła (stając się w ten sposób przyczyną wysypki, kaszlu czy astmy).

Drugi rodzaj urządzeń – opartych o metodę filtracji mechanicznej – charakteryzuje się tymczasem bardzo wysoką, niemal 100-procentową skutecznością, zapewnianą przez montowane w nich filtry (najczęściej węglowe i HEPA, rzadziej hybrydowe). Dzięki swojej konstrukcji, oczyszczacze mechaniczne są całkowicie przyjazne dla zdrowia. Można ich zatem używać nawet w małych, słabo wentylowanych pomieszczeniach, co w przypadku oczyszczaczy elektrostatyczno-fotokatalitycznych nie jest raczej zalecane. Czy oznacza to zatem, że z zakupu tych ostatnich powinniśmy bezwzględnie zrezygnować? Bynajmniej. Trzeba mieć jednak świadomość, że w domowych warunkach nie zawsze muszą się sprawdzić – zdecydowanie lepiej nadadzą się na przykład do zastosowań przemysłowych.

Najlepsze urządzenia dostępne na rynku składają się zwykle z systemu trzech filtrów: filtra wstępnego (zatrzymującego największe cząsteczki zanieczyszczeń: zwierzęcą sierść, włosy, kurz czy złuszczony naskórek), wysokoskutecznego filtra HEPA (usuwających z powietrza szkodliwe cząsteczki smogu, wirusy, zarodniki grzybów, pierwotniaki i bakterie) oraz filtra węglowego usuwającego zanieczyszczenia, z którymi filtry HEPA zwykle sobie nie radzą. Choć bowiem są „utkane” z gęstej sieci włókien szklanych, zatrzymujących nawet do 99,99 % zanieczyszczeń mechanicznych o rozmiarze do 0,3 µm, a nawet mniejsze, to nie wychwytują jednak lotnych związków organicznych (dymu, produktów procesu spalania czy substancji uwalniających się z farb i klejów) oraz odorów (substancji o przykrym zapachu, wydobywających się m.in. z instalacji kanalizacyjnej czy odpadów organicznych).

W filtrze węglowym znajdziemy wytwarzany w specjalnych warunkach granulat węgla aktywnego, który dzięki swej ponadprzeciętnej porowatości (szacuje się, że łączna, całkowita powierzchnia 1 g węgla aktywnego może być równa nawet połowie boiska do piłki nożnej) charakteryzuje się zdolnością do fizycznego adsorbowania zanieczyszczeń. Adsorpcja nie jest jednak tym samym, co absorpcja. Jest to bowiem – dopowiedzmy – proces wiązania cząsteczek zachodzący tylko na powierzchni danej substancji, a nie w całej jej objętości. Węgiel aktywny charakteryzuje się wysoką zdolnością elektrostatycznej adsorpcji zanieczyszczeń, które w swoim składzie mają węgiel (tłumaczy się to zachodzącymi między nimi oddziaływaniami międzycząsteczkowymi). Dlatego też opisywany typ filtra okazuje się tak skuteczny w przypadku wymienionych wcześniej odorów i lotnych związków organicznych.

Aby oczyszczacz mechaniczny pracował w sposób dokładny i skuteczny, musi być koniecznie wyposażony w trójstopniowy układ filtrów. Powietrze przechodzi przez nie w sposób wymuszony za sprawą obracającego się wentylatora, który zasysa je do wnętrza urządzenia, a następnie wydmuchuje na zewnątrz. Choć pracą najnowocześniejszych oczyszczaczy można oczywiście zarządzać samodzielnie, dobierając wedle uznania szybkość i odpowiednie tryby filtracji (odbywa się to za pomocą wbudowanego panelu sterowania lub z poziomu aplikacji mobilnej), to są też w stanie pracować w pełni automatycznie. Za wszystko odpowiadają wbudowane w nich wyspecjalizowane czujniki jakości powietrza.

Tak jest choćby w przypadku wysoko skutecznych oczyszczaczy powietrza Philips Dual Scan, wyposażonych nie tylko w trójstopniowy system filtracji (filtr wstępny, filtr NanoProtect HEPA, filtr węglowy) i podwójny, inteligentny czujnik sprawdzający stan powietrza 1 000 razy na sekundę, ale zdolnych usuwać cząsteczki także 800 razy mniejsze od cząsteczek wchodzących w skład smogu (pyły PM2,5). Dzięki zastosowanym technologiom, urządzenia Philips są w stanie wyeliminować z powietrza aż do 99,97 % cząsteczek o wielkości od 0,003 μm, czyli mniejszych niż najmniejszy znany wirus [1], w tym także bakterie, gazy, pyłki, alergeny, kurz i sierść zwierząt domowych.

Na polskim rynku znajdziemy także oczyszczacze powietrza wyposażone w filtry wodne i ultrafioletowe. Pierwsze z nich korzystają z systemu obracających się dysków filtrujących zanurzonych w komorze z wodą, która usuwa na bieżąco osadzające się na nich zanieczyszczenia. Oczyszczacze te usuwają znajdujące się w powietrzu mikroorganizmy – jak np. bakterie i pleśń – ale charakteryzują się raczej niską skutecznością w filtracji kurzu, alergenów, smogu czy lotnych związków organicznych. Są do tego dość trudne w utrzymaniu, gdyż komorę z wodą trzeba regularnie czyścić, raz na jakiś czas uzupełniając poziom znajdującego się w niej płynu.

Interesującym rozwiązaniem są również oczyszczacze wyposażone w filtr wykorzystujący światło ultrafioletowe, słynące ze swoich sterylizujących właściwości. Charakteryzują się one wysoką skutecznością w usuwaniu bakterii, wirusów czy pleśni i z tego powodu cenione są m.in. przez szpitale i placówki zdrowia publicznego. Z drugiej jednak strony, nie radzą sobie one z eliminacją gazów, smogu i pyłów zawieszonych, lotnych związków organicznych oraz przykrych zapachów.

Na jaki oczyszczasz powietrza powinniśmy się zatem zdecydować? W warunkach domowych najlepiej sprawdzą się urządzenia wyposażone w trójstopniowy system filtracji mechanicznej, na co dzień w zasadzie bezobsługowe (filtr wstępny wystarczy systematycznie czyścić, a filtr HEPA i węglowy co jakiś czas wymieniać), a do tego – uniwersalne, zautomatyzowane i charakteryzujące się niemal stuprocentową skutecznością.

[1] Badanie przeprowadzone w maju 2019 r. przez IUTA zgodnie z normą DIN71460-1 przy zastosowaniu aerozolu NaCl.Artykuł powstał przy współpracy z partnerem.