تکنولوژی تصفیه هوا : دستگاه های تصفیه هوا چگونه کار می‌کنند؟

چرا به تصفیه هوا نیاز داریم؟

در اکثر شهر‌های بزرگ ایران آلودگی هوا به عنوان یک معضل زیست محیطی و تهدیدکننده سلامتی شناخته شده است. عمده این آلودگی‌ها ناشی از کارخانه‌های صنعتی، وسایل نقلیه، گرمایش ساختمان‌ها و ریزگرد‌ها می‌باشد. در این شرایط لزوم تصفیه هوا نیاز به اثبات ندارد.

اما در ذهن بیشتر افراد جامعه آلودگی هوا یک تهدید جدی به شمار نمی‌رود! مگر در روزهایی که کیفیت هوا به شدت کاهش پیدا می‌کند و اخطارهای کنترل کیفیت هوا برای گروه‌های حساس هر روز تکرار می‌شود.

شاید بتوان گفت که آلودگی هوا در فضای بسته تهدیدی پنهان برای سلامتی ما می‌باشد که در دراز مدت ما را درگیر بیماری‌های تنفسی، قلبی، حساسیت‌ها و هزینه‌های سنگین درمانی می‌کند و کاملا خاموش از طول عمر ما می‌کاهد.

امروزه باتوجه به افزایش میزان آلودگی‌ها و روشن شدن عوارض ناشی از این آلاینده‌ها لزوم استفاده از دستگاه‌‌های تصفیه هوا در فضاهای بسته بر اکثر افراد ثابت شده است و از آنجایی که بیش از ۸۰ درصد زمان روزانه خود را در محیط‌های بسته اداری، خانگی و … سپری می‌کنیم، اگر با آینده‌نگری به تهدید آلودگی هوا در فضای بسته فکر کنیم، احتمالا بهترین راهکار برای مقابله با آن استفاده از روش‌های تصفیه و پالایش هوا باشد.

آیا همه دستگاه های تصفیه هوای موجود در بازار کار‌آمد هستند؟

از آنجا که تصفیه هوا و روش‌های آن موضوع قدیمی نیست و سابقه بسیاری ندارد، ابهامات  فراوانی درباره آن وجود دارد. در چنین فضایی، بازار اطلاعات نادرست و ادعاهای بی‌اساس نیز داغ می‌شود تا بدین ترتیب بتوان از حساسیت و ترس مشتری در جهت فروش محصولات ناکارآمد سواستفاده کرد.

این همان نقطه‌ای است که فروشندگان فریب‌کار می‌توانند با ادعاهای عجیب و غریب و بیش از حد بزرگ و همچنین با استفاده از القاب پیچیده و فریبنده باعث گمراهی خریدار شوند.

تنوع بالای دستگاه‌ها و تجهیزاتی که مدعی تصفیه هوا هستند، با ظاهری زیبا و فریبنده و باطنی پوچ و حتی در مواردی آسیب‌زا، باعث شده است که برخی از جویندگان در این بازار اعتماد خود را از دست بدهند و منکر آن شوند که راه حل مناسبی در این میان وجود دارد.

علی‌رغم تمام تبلیغات گمراه کننده و پیچیدگی انتخاب، پیش از خرید یک دستگاه تصفیه هوا ابتدا لازم است مهم‌ترین روش‌های تصفیه هوا و نکات مثبت و منفی هریک رابشناسیم  تا موثرترین و مفیدترین دستگاه را انتخاب کنیم.

سیستم‌های تصفیه هوای الکترونیکی : تغییر ماهیت آلاینده ها

سیستم‌های الکترونیکی با استفاده از تکنیک‌های متعددی نظیر یونیزاسیون هوا، لامپ UV  و فیلترهای فتوکاتالیستی و تولید ازن ، بدون نیاز به جذب آلودگی در داخل دستگاه، صرفا با تغییر ماهیت آلودگی، از خطرات آن بر سلامتی انسان می‌کاهد.

آیونایزر و جاذب های الکترواستاتیک

آیونایزرها عموما در ابعاد کوچک مناسب خودروها یا روی میزکار حتی بدون فن دمنده طراحی می‌شوند. این تجهیزات یون‌های منفی آزاد می‌کند تا به ذرات معلق در هوا بچسبد. این یون‌ها پس از چسبیدن به ذرات معلق آن‌ها را باردار کرده و باعث چسبیدن آن‌ها به سطوح مجاور می‌شود.

نوع پیشرفته‌تر این تجهیزات همان جاذب‌های الکترواستاتیک است که در این روش ذرات معلق موجود در دو مرحله جداسازی می‌شوند. ذرات معلق همراه با هوا، در مرحله اول پس از عبور از ناحیه کرونا (میدان الکتریکی با ولتاژ بالا) دارای بار الکتریکی می‌شوند و به اصطلاح یونیزه می‌شوند.

در مرحله دوم ذرات یونیزه شده توسط صفحات فلزی با بار الکتریکی مخالف جذب شده و از جریان هوا جدا می‌شوند. به تدریج و با عبور جریان هوای آلوده، ذرات معلق جدا شده بر روی صفحات فلزی رسوب می‌بندند.

مزایای آیونایزر ها و جاذب های الکترواستاتیک در تصفیه هوا

در این روش نیازی به تعویض فیلتر وجود ندارد.

معایب آیونایزر ها و جاذب های الکترواستاتیک در تصفیه هوا

در آیونایزرها تولید یون در هوا، ناخواسته باعث تبدیل اکسیژن موجود در هوا به ازن می‌شود. استفاده از این دستگاه ها در فضاهای بسته منجر به افزایش بیش از حد مجاز غلظت ازن خواهد شد که خود به عنوان یک آلاینده جدید به بافت ریه آسیب می‌رساند و باعث بروز مشکلاتی چون درد قفسه سینه، سرفه و سوزش گلو می شود.

در خصوص جاذب‌های الکترواستایک، کثیف شدن صفحات فلزی این دستگاه‌ها به تدریج باعث افت عملکرد جذب می‌شود و زمان مناسب شست‌ و شوی صفحات نیز به راحتی قابل تشخیص نیست.

شست و شوی زودهنگام این صفحات نیز برای مصرف کننده نامطلوب است و باعث آسیب به قطعات فلزی و خرابی در عملکرد دستگاه می‌شود و بالعکس شست و شوی دیرهنگام نیز در عملکرد دستگاه اختلال ایجاد می‌کند. همچنین اگر این جاذب‌ها آسیب ببیند میزان ازن تولید شده توسط این دستگاه‌ها افزایش می‌یابد.

لامپ‌های UV و فیلترهای فتوکاتالیستی

گاهی ممکن است در یک دستگاه تصفیه هوا از لامپ UV‌ بصورت مستقل استفاده شود که در این حالت کارایی آن در زمینه میکروب‌زدایی و استریل کردن خواهد بود و عمدتا چنین تکنیکی در مراکز بهداشتی و اتاق های عمل استفاده می شود.

اما در بیشتر دستگاه های خانگی لامپ UV در مجاورت فیلترهای کاتالیسی می باشد که از آن با نام (UV PCO) نام می‌برند، و در این حالت خود لامپ چندان قابلیت  میکروب‌زدایی نخواهد داشت.

در روش (UV PCO) امواج UV به سطح فیلتر می‌تابد و فتوکاتالیست‌های دی اکسید تیتانیوم سطح فیلتر را فعال می‌کند تا در واکنش با مولکول‌های گازی آلاینده در هوا و یا عوامل بیولوژیک، باعث تخریب مولکولی و تبدیل آن‌ها به ذرات مواد بی‌خطر شود.

مزایای لامپ‌های UV و فیلترهای فتوکاتالیستی در تصفیه هوا

در این روش نیازی به تعویض فیلتر وجود ندارد و می‌تواند آلاینده‌های میکروبی و ویروسی را نیز تا حدی تحت تاثیر قرار دهد.

معایب لامپ‌های UV و فیلترهای فتوکاتالیستی در تصفیه هوا

اولا استریل کردن محیط باعث کاهش توانایی سیستم ایمنی بدن در برابر بیماری‌ها می‌شود. این میکروب‌زدایی تنها در مکان‌های خاص همچون مراکز بهداشتی و درمانی که در آن‌ها ریسک «عفونت زخم باز» بسیار است، اهمیت دارد و در مکان‌های عمومی‌تر نه تنها مفید نیست بلکه فرصت شناخت میکروب‌ها و راه‌های مقابله با آن را از سیستم دفاعی بدن می‌گیرد.

به عنوان مثال استریل کردن هوا در فضای خانه به ویژه برای کودکان الزاما راهکار مناسبی نیست چرا که بخش عمده‌ای از مقاومت سیستم ایمنی بدن به میکروارگانیسم‌ها در مواجهه با این عوامل شکل می‌گیرد و لازم است تا بدن ویروس‌ها و باکتری‌های بیماری‌زا را به تدریج شناسایی کند.

نکته :

تنها قرار گرفتن در مورد آلودگی‌های میکروبی و ویروسی می‌تواند مفید باشد و بدن را مقاوم کند و به هیچ عنوان قرار گرفتن طولانی مدت بدن در برابر سایر آلودگی‌ها همچون ذرات معلق ریز، باعث مقاوم شدن بدن نخواهد شد.

همچنین لامپ های UV دارای طول عمر می باشند و این نکته غالبا به خریدار گفته نمی شود. استفاده از یک لامپ UV بعد از سپری شدن طول عمر آن دیگر عملکرد موثری ندارد.

سیستم‌های فیلتراسیون خالص که بر اساس جذب آلاینده عمل می‌کنند. (Pure Filtration)

در این روش برای جذب ذرات معلق هوا از فیلترهای الیافی و برای جذب گازهای شیمیایی از مواد جاذب نظیر کربن اکتیو استفاده می‌شود. بدین ترتیب، این اطمینان وجود دارد که هیچ عنصر جدیدی در خروجی این سیستم‌ها به هوا اضافه نمی‌شود و به همین جهت آرامش خاطر در عملکرد آن‌ها وجود دارد.

سیستم‌های فیلتراسیون ذرات با فیلترهای الیافی هپا (HEPA)

مطمئن‌ترین روش برای جذب ذرات معلق هوا، استفاده از فیلترهای الیافی یا همان فیلترهای هپا با کارایی بالا می‌باشد. این تکنولوژی اولین بار در صنایع نظامی و اتمی توسط ارتش آمریکا در دوران جنگ جهانی دوم برای استفاده در ماسک‌های پیشرفته شکل گرفت و تاکنون تغییری در اصل آن ایجاد نشده است.

فیلترهای هپا با ساختاری متشکل از الیاف میکرو می‌تواند تا ۹۹.۹۷ درصد ذرات معلق با قطر بیش از ۴/۰ میکرون را جذب نماید که بدان معناست بسیاری از عوامل میکروبی و ویروسی نیز توسط این فیلترها جذب می‌شوند.

مزایای تصفیه هوا با فیلتر های الیافی

فیلترهای الیافی هپا تنها براساس جذب فیزیکی آلاینده‌ها عمل می‌کند و هیچ آلاینده جدید دیگری برخلاف آیونایزرها و لامپ UV و فتوکاتالیست ها به هوا اضافه نمی‌کند. این فیلترها یکی از بهترین راهکارها برای کاهش ریسک حملات آسم و آلرژی به ذرات معلقی همچون گرد و خاک و گرده گیاهان به شمار می روند و مصرف‌کنندگان درگیر پیچیدگی‌های سیستمی همچون آیونایزرها نخواهند شد و تنها نیاز به تعویض دوره‌ایی فیلترها دارند.

معایب تصفیه هوا با فیلتر های الیافی

نیاز به تعویض دوره ای فیلتر هزینه دارد و لازم است که این هزینه در ابتدای سرمایه گذاری خرید بدرستی دیده شده باشد.

فیلترهای جاذب گازهای شیمیایی

فرآیند جذب گازها به دلیل تنوع آن‌ها و رفتار شیمیایی متفاوت به مراتب پیچیدگی بیشتری نسبت به فرآیند جذب ذرات معلق دارد.

موثرترین روش در جذب گازهای شیمیایی موجود در هوا استفاده از مواد جاذب شیمیایی نظیر کربن فعال یا جاذب های شیمیایی دیگری از این خانواده می‌باشد که به جذب و خنثی کردن عناصر گازی و بوها می‌پردازد.

وزن جاذب شیمیایی همچون کربن فعال به کار رفته در یک دستگاه تصفیه هوا ارتباط مستقیمی با ظرفیت جذب گازهای آلاینده دارد.

همچنین باتوجه به نوع گازهای موجود در هوا باید به صورت اختصاصی ترکیب متفاوتی از جاذب‌های شیمیایی درنظر گرفته شود. این جاذب‌ها همچون مکملی در کنار فیلترهای الیافی در دستگاه های تصفیه هوای خانگی به شمار می‌رود. آلاینده‌های گازی به این مواد جاذب چسبیده و به دام می‌افتند.

جرم جاذب بکار گرفته شده (بر حسب کیلوگرم) بسیار در عملکرد فیلتر تاثیر دارد. مواردی که وزن کربن اکتیو بکارگرفته شده زیر چند صد گرم باشد هیچ تاثیری در تصفیه گازهای شیمیایی هوا نخواهد داشت.

هر چه این عدد وزن کربن اکتیو در یک دستگاه بالاتر باشد به طور قطع عملکرد جذب گازهای آلاینده توسط آن دستگاه بهتر است.  به همین دلیل است که هنگام خرید دستگاه های تصفیه هوا باید به مقدار این جاذب ها دقت کرد و تنها با ذکر اینکه در دستگاه از جاذب شیمیایی استفاده شده است نمی توان به عملکرد موثر آن اطمینان داشت.

مزایای تصفیه هوا با فیلتر های جاذب گازهای شیمیایی

این جاذب‌ها هیچ آلاینده جدیدی به محیط اضافه نمی‌کنند و تنها به جذب و خنثی کردن گازها می‌پردازد.

معایب تصفیه هوا با فیلتر های جاذب گازهای شیمیایی

جاذب شیمیایی همچون کربن اکتیو توانایی جذب همه گازها همچون فرمالدهید را ندارد، به همین دلیل باتوجه به نوع آلاینده‌های محیط نیاز به استفاده ترکیبی از مواد جاذب دیگری غیر از آن (نظیر آلومینا اکتیو) می‌باشد.

به طور کلی باید دانست که پیچیدگی غیرضروی دستگاه‌های تصفیه هوا همچون اضافه کردن امکان کنترل‌های مختلف و ظاهر فریبنده دستگاه کم اهمیت‌ترین بخش انتخاب یک دستگاه تصفیه هوا می‌باشد. پشت ظاهر زیبای سیستم‌های ناکارآمد یونی و فیلترهای کم حجم جاذب گازها، معضلات بسیاری نهفته است

مضرات دستگاه های تصفیه هوا به ظاهر پیشرفته

• کاهش شدید بازدهی با افزایش رسوب ذرات بر روی صفحات فلزی جاذب
• پیچیدگی فرآیند و امکان آسیب دیدن صفحات فلزی حین شست و شو
• عدم وجود فن‌های پیشرفته و بادوام؛ فن‌های کوچک زودتر مستهلک می‌شوند چراکه امکان استفاده از بلبرینگ‌ها در ابعاد کوچک ممکن نیست.
• عدم تطبیق پذیری روش تصفیه باتوجه به شرایط خاص آلاینده‌ها در محیط‌های خاص همچون دندانپزشکی‌ها و …
• ظرفیت پایین جاذب‌های گازهای شیمیایی
• آزادکردن ازن

هنگام خرید دستگاه‌های تصفیه هوا به دلیل آنکه مستقیما با سلامتی در ارتباط هستند و کارکرد آن‌ها (جذب آلاینده‌ها) با حواس پنجگانه قابل تشخیص نیست، باید با دقت این تجهیزات را انتخاب کرد.

نباید با دلایل احساسی به دنبال ارضای میل روانی به پیچیدگی بیشتر و القاب پرطمطراق باشیم بلکه باید یک دستگاه ساده با ثبات و مقاوم برای کارکرد در طول سالها را انتخاب کنیم. به نظر می‌رسد سالم‌ترین روش تصفیه هوا تنها با استفاده از فیلترهای الیافی هپا در کنار فیلترهای جاذب گاز همچون کربن فعال می‌باشد.