دستگاه تصفیه هوا
صفحه اصلی | بلاگ | تجهیزات تهویه مطبوع | دستگاه تصفیه هوا
کیفیت هوای داخل ساختمان یکی از عوامل مهم در سلامت و آسایش افراد است. ذرات معلق، گردوغبار، آلایندههای گازی، ترکیبات شیمیایی، میکروارگانیسمها و مواد حساسیتزا میتوانند کیفیت هوای محیطهای داخلی را کاهش دهند. استفاده از دستگاه تصفیه هوا یکی از راهکارهای مؤثر برای کاهش غلظت این آلایندهها و بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان است.
دستگاه تصفیه هوا (Air Purification Device) تجهیزی است که با استفاده از فناوریهایی مانند فیلترهای مکانیکی، فیلتر HEPA، کربن فعال، اشعه فرابنفش (UV)، یونیزاسیون، فوتوکاتالیست و پلاسما، آلایندههای موجود در هوا را جذب، فیلتر یا در برخی موارد غیرفعال و تجزیه میکند.
این تجهیزات در محیطهای مختلفی مانند ساختمانهای مسکونی، دفاتر اداری، سالنهای انتظار، فروشگاهها و فضاهای تجاری مورد استفاده قرار میگیرند. نوع فناوری بهکاررفته در دستگاه به نوع آلایندههای هدف، شرایط محیط و سطح تصفیه موردنیاز بستگی دارد.
انتخاب دستگاه تصفیه هوای مناسب، علاوه بر بهبود کیفیت هوای محیط، میتواند به کاهش ذرات حساسیتزا و برخی آلایندههای شیمیایی کمک کند. در این مقاله با انواع فناوریهای تصفیه هوا، اصول عملکرد، مزایا و شاخصهای فنی ارزیابی این تجهیزات آشنا میشویم.
دستگاه تصفیه هوا چه آلایندههایی را حذف میکند؟
دستگاه تصفیه هوا با توجه به نوع فیلترها و فناوریهای مورد استفاده، میتواند آلایندههای مختلفی را از هوای داخل ساختمان جذب یا حذف کند. مهمترین گروههای آلاینده عبارتاند از:
۱. ذرات معلق قابل تنفس در هوا
ذرات معلق شامل گردوغبار، دوده، ذرات ناشی از احتراق، گرده گیاهان، پرز و سایر ذرات ریز موجود در هوا هستند. برخی از این ذرات به دلیل اندازه کوچک میتوانند وارد بخشهای عمیقتر دستگاه تنفسی شوند.
فیلترهای مکانیکی و فیلترهای HEPA از مهمترین فناوریهای مورد استفاده برای جذب و کاهش غلظت این ذرات در هوای محیط هستند.
۲. آلایندههای گازی و ترکیبات آلی فرار (VOCs)
برخی مواد شیمیایی موجود در شویندهها، حلالها، رنگها، چسبها، مصالح ساختمانی و تجهیزات داخلی میتوانند ترکیبات آلی فرار (Volatile Organic Compounds) را وارد هوای ساختمان کنند.
این ترکیبات ممکن است باعث ایجاد بوهای نامطبوع و کاهش کیفیت هوای محیط شوند. فیلترهای کربن فعال و برخی فناوریهای پیشرفته تصفیه هوا برای کاهش گروهی از این آلایندهها مورد استفاده قرار میگیرند.
۳. میکروارگانیسمها
باکتریها، قارچها و برخی عوامل میکروبی میتوانند در هوای داخل ساختمان وجود داشته باشند. بعضی دستگاههای تصفیه هوا با استفاده از فیلترهای مناسب، اشعه فرابنفش یا فناوریهای فعال تصفیه، به کاهش یا غیرفعالسازی برخی از این عوامل کمک میکنند.
میزان اثربخشی به نوع فناوری، طراحی دستگاه و شرایط عملکرد آن بستگی دارد.
۴. مواد آلرژیزا (Allergens)
موی حیوانات، گرده گیاهان، ذرات پوست، گردوغبار و برخی ذرات قارچی از جمله عوامل حساسیتزا در محیطهای داخلی هستند.
دستگاههای مجهز به فیلترهای مناسب، بهویژه فیلترهای HEPA، میتوانند غلظت بسیاری از این ذرات را در هوای محیط کاهش دهند.
اصول عملکرد دستگاه تصفیه هوا
فناوریهای مورد استفاده در دستگاههای تصفیه هوا با توجه به تولیدکننده و مدل دستگاه متفاوت هستند. برخی تجهیزات تنها از یک نوع فیلتر استفاده میکنند، در حالی که در مدلهای پیشرفتهتر چند فناوری مختلف بهصورت ترکیبی به کار گرفته میشوند.
در بسیاری از دستگاهها، فن داخلی هوا را از محیط به داخل دستگاه هدایت میکند. هوا پس از عبور از مراحل مختلف تصفیه، از آلایندههای هدف پاکسازی شده و مجدداً به فضای داخلی بازمیگردد.
رایجترین فناوریهای مورد استفاده در دستگاههای تصفیه هوا عبارتاند از:
۱. فیلتر مکانیکی (Mechanical Filter)
فیلتر مکانیکی برای جذب ذرات معلق، مو، گردوغبار، گرده گیاهان و سایر آلرژنها مورد استفاده قرار میگیرد.
در این روش، هوا از میان ساختاری متخلخل و متشکل از الیاف عبور میکند. ذرات موجود در جریان هوا در اثر برخورد، رهگیری و سایر سازوکارهای فیلتراسیون در ساختار فیلتر به دام میافتند.
راندمان فیلتر مکانیکی به ساختار الیاف، اندازه ذرات، سرعت عبور هوا و افت فشار فیلتر بستگی دارد.
۲. فیلتر HEPA
فیلتر HEPA یکی از شناختهشدهترین فناوریها برای حذف ذرات بسیار ریز معلق در هوا است.
این فیلتر از شبکهای متراکم از الیاف تشکیل شده که ذرات را از طریق سازوکارهایی مانند برخورد، رهگیری و انتشار جذب میکند.
فیلترهای True HEPA بر اساس تعریف رایج خود، قادر به جذب حداقل ۹۹٫۹۷ درصد ذرات با اندازه ۰٫۳ میکرون در شرایط آزمون مشخص هستند.
این نوع فیلتر برای کاهش گردوغبار ریز، گرده گیاهان، ذرات پوست و بسیاری از آلرژنهای موجود در هوا کاربرد دارد.
باید توجه داشت که فیلتر HEPA برای جذب ذرات معلق طراحی شده است و بهتنهایی توانایی مناسبی برای حذف گازها و ترکیبات آلی فرار ندارد. به همین دلیل، در بسیاری از دستگاهها از آن در کنار فیلتر کربن فعال استفاده میشود.
۳. فیلتر کربن فعال (Activated Carbon Filter)
فیلتر کربن فعال از مادهای متخلخل با سطح تماس داخلی بسیار زیاد ساخته میشود. این ساختار قابلیت جذب برخی ترکیبات گازی و مواد ایجادکننده بو را دارد.
این فیلتر برای کاهش بوهای نامطبوع، برخی ترکیبات آلی فرار (VOCs)، بخارات شیمیایی و آلایندههای گازی مورد استفاده قرار میگیرد.
میزان اثربخشی کربن فعال به نوع ماده جاذب، مقدار کربن، سطح تماس با هوا، زمان تماس و نوع آلاینده بستگی دارد.
ترکیب فیلتر کربن فعال با فیلتر HEPA میتواند امکان کاهش همزمان ذرات معلق و برخی آلایندههای گازی را فراهم کند.
۴. فوتوکاتالیست (Photocatalysis)
فوتوکاتالیست یکی از فناوریهای مورد استفاده در برخی دستگاههای تصفیه هوا است که با استفاده از نور و یک ماده کاتالیستی، واکنشهای شیمیایی لازم برای تجزیه برخی آلایندهها را فعال میکند.
در این فناوری، سطح کاتالیست در معرض تابش نور مناسب قرار میگیرد و ترکیبات واکنشپذیری ایجاد میشوند که میتوانند به تجزیه برخی آلایندههای آلی و شیمیایی کمک کنند.
از این فناوری برای کاهش برخی ترکیبات آلی فرار و بوهای نامطبوع استفاده میشود.
یکی از ویژگیهای فوتوکاتالیست، امکان انجام واکنشهای تصفیه در دمای محیط و بدون نیاز به افزودن مستقیم برخی مواد شیمیایی مصرفی است.
با این حال، نباید تصور کرد که تمام آلایندهها در هر شرایطی بهطور کامل به بخار آب و دیاکسیدکربن تبدیل میشوند. میزان تجزیه به نوع کاتالیست، شدت و طول موج نور، زمان تماس و نوع آلاینده وابسته است. همچنین بررسی محصولات میانی احتمالی واکنش اهمیت دارد.
۵. یونیزهکننده (Ionizer)
در فناوری یونیزاسیون، دستگاه با تولید یونهای باردار، شرایطی ایجاد میکند که ذرات معلق موجود در هوا بار الکتریکی دریافت کنند.
این ذرات ممکن است به یکدیگر متصل شوند و ذرات بزرگتری تشکیل دهند یا به سطوح اطراف و صفحات جمعآوریکننده جذب شوند.
در برخی دستگاههای یونیزهکننده، ذرات پس از دریافت بار الکتریکی سنگینتر شده و روی سطوح محیط مانند کف، دیوارها و تجهیزات داخلی قرار میگیرند.
با این حال، رسوب ذرات روی سطوح به معنای حذف کامل آنها از محیط نیست و ممکن است با جابهجایی هوا دوباره وارد فضای تنفسی شوند.
بنابراین، هنگام انتخاب دستگاههای مجهز به یونیزاسیون باید به میزان واقعی حذف ذرات، وجود سیستم جمعآوری و احتمال تولید ازن توجه شود.
۶. لامپ فرابنفش (UV)
اشعه فرابنفش (Ultraviolet) بهویژه نوع UV-C در برخی دستگاههای تصفیه هوا برای غیرفعالسازی میکروارگانیسمها مورد استفاده قرار میگیرد.
این اشعه با ایجاد آسیب در ساختار ژنتیکی برخی میکروارگانیسمها، توانایی تکثیر آنها را کاهش میدهد.
از فناوری UV میتوان برای کاهش فعالیت برخی باکتریها، قارچها و سایر عوامل میکروبی استفاده کرد.
اثربخشی این روش به شدت تابش، مدت زمان مواجهه، فاصله منبع تابش و نوع میکروارگانیسم بستگی دارد. همچنین طراحی دستگاه باید بهگونهای باشد که از مواجهه مستقیم و ناخواسته افراد با تابش مضر جلوگیری شود.
۷. پلاسما (Plasma Technology)
فناوری پلاسما یکی دیگر از روشهای مورد استفاده در برخی سیستمهای تصفیه هوا است.
در این فناوری، با اعمال انرژی به گاز، گونههای فعال و واکنشپذیر تولید میشوند. این ترکیبات میتوانند با برخی آلایندههای موجود در هوا واکنش داده و به کاهش آنها کمک کنند.
در برخی طراحیها، گونههای اکسیدکننده تولیدشده وارد فضای داخلی شده و فرآیند تصفیه را در محیط انجام میدهند؛ به همین دلیل، عملکرد این فناوری ممکن است برخلاف فیلترهای مکانیکی، محدود به داخل محفظه دستگاه نباشد.
با وجود این، یکی از نگرانیهای مهم در برخی فناوریهای پلاسمایی، تولید ازن و سایر محصولات جانبی واکنش است. ازن و بعضی ترکیبات اکسیدکننده در غلظتهای نامناسب میتوانند برای دستگاه تنفسی مضر باشند.
در متنهای فنی مربوط به این فناوری، به تولید رادیکالهای آزاد مانند اکسیژن تکاتمی، رادیکال هیدروکسیل و ترکیبات پراکسیدی نیز اشاره میشود. میزان تولید و اثرگذاری این ترکیبات به نوع سیستم و شرایط عملکرد آن وابسته است.
بنابراین، نمیتوان تمام دستگاههای پلاسمایی را از نظر ایمنی یکسان دانست. هنگام انتخاب این تجهیزات باید میزان انتشار ازن، محصولات جانبی، نتایج آزمونهای ایمنی و شرایط استفاده بررسی شود. دستگاهی که میزان انتشار آلایندههای ثانویه آن مشخص نیست، گزینه مناسبی برای استفاده در محیطهای دارای حضور دائمی افراد محسوب نمیشود.
مزایای استفاده از دستگاه تصفیه هوا
استفاده از دستگاه تصفیه هوا در صورت انتخاب صحیح و متناسب با شرایط محیط، میتواند نقش مؤثری در بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان داشته باشد.
مهمترین مزایای این تجهیزات عبارتاند از:
-
کاهش ذرات معلق و گردوغبار موجود در هوا
-
کاهش برخی ترکیبات آلی فرار (VOCs) با استفاده از فیلترهای مناسب
-
کاهش غلظت برخی باکتریها، ویروسها و قارچهای معلق در هوا، در صورت استفاده از فناوری مؤثر و تأییدشده
-
کاهش گرده گیاهان، موی حیوانات و سایر ذرات حساسیتزا
-
کمک به بهبود کیفیت هوای محیطهای مسکونی و تجاری
-
کمک به کاهش مواجهه افراد با برخی آلایندههای تنفسی
-
ایجاد شرایط مناسبتر برای افراد حساس به گردوغبار و آلرژنها
باید توجه داشت که دستگاه تصفیه هوا جایگزین تهویه مناسب، کنترل منابع آلودگی و نظافت محیط نیست. همچنین کاهش آلایندهها لزوماً به معنای درمان آسم، آلرژی یا سایر بیماریهای تنفسی نخواهد بود.
برچسب راندمان هوای پاک (Clean Air Efficiency)
یکی از معیارهای مهم در ارزیابی دستگاههای تصفیه هوا، بررسی عملکرد واقعی دستگاه در برابر گروههای مختلف آلاینده است.
گواهی Eurovent Certified Performance در برخی گروههای تجهیزات، امکان ارزیابی و مقایسه عملکرد محصولات را بر اساس روشهای آزمون مشخص فراهم میکند.
CAE مخفف Clean Air Efficiency است و مقدار آن در این برچسب بر حسب مترمکعب بر ساعت به ازای هر وات (m³/h/W) بیان میشود.
این شاخص نشان میدهد دستگاه در شرایط آزمون مربوطه، به ازای توان الکتریکی مصرفی خود چه مقدار هوای پاک تحویل میدهد.
شاخصهای درجشده در برچسب CAE
در برچسب راندمان هوای پاک، عملکرد دستگاه برای چهار گروه آلاینده بهصورت جداگانه ارزیابی میشود:
۱. ذرات معلق (Particles)
این شاخص عملکرد دستگاه را در کاهش ذرات معلق موجود در هوا نشان میدهد.
۲. آلایندههای گازی (Gas)
این بخش به عملکرد دستگاه در برابر آلایندههای گازی مورد آزمون مربوط میشود.
۳. میکروارگانیسمها (Micro-organisms)
این شاخص میزان عملکرد دستگاه در برابر میکروارگانیسمهای مورد ارزیابی را نمایش میدهد.
۴. آلرژنها (Allergens)
این بخش عملکرد دستگاه را در کاهش ذرات حساسیتزا و آلرژنهای مورد آزمون مشخص میکند.
علاوه بر این موارد، اطلاعات دیگری نیز روی برچسب درج میشود:
-
سطح توان صوتی دستگاه در بیشترین سرعت عملکرد
-
حداکثر مساحت پیشنهادی اتاق
-
مقدار CAE برای هر گروه آلاینده
-
کلاس عملکرد دستگاه برای هر گروه آلاینده
طبقهبندی کلاسهای راندمان هوای پاک
بر اساس جدول درجشده در تصویر برچسب، مقدار CAE در پنج کلاس A تا E طبقهبندی میشود:
| کلاس | محدوده مقدار CAE |
|---|---|
| A | ۱۳ و بیشتر |
| B | از ۷ تا کمتر از ۱۳ |
| C | از ۵ تا کمتر از ۷ |
| D | از ۲ تا کمتر از ۵ |
| E | کمتر از ۲ |
هرچه مقدار CAE بیشتر باشد، میزان هوای پاک تحویلی به ازای توان مصرفی دستگاه بالاتر است.
نکته مهم این است که کلاس عملکرد برای هر گروه آلاینده بهصورت مستقل تعیین میشود. بنابراین ممکن است یک دستگاه در حذف ذرات معلق کلاس D، در آلایندههای گازی کلاس C، در میکروارگانیسمها کلاس B و در آلرژنها کلاس A داشته باشد.
به همین دلیل، دستگاه تصفیه هوا لزوماً یک کلاس کلی و یکسان برای تمام آلایندهها ندارد.
مقایسه دستگاههای تصفیه هوا برای انتخاب صحیح
در حالت ایدهآل، انتخاب دستگاه تصفیه هوا باید بر اساس مقایسه عملکرد واقعی محصولات انجام شود.
اما زمانی که عملکرد دستگاهها بهصورت رسمی ارزیابی یا گواهی نشده باشد، مقایسه مشخصات فنی آنها دشوار خواهد بود؛ زیرا ممکن است تولیدکنندگان از روشهای آزمون، شرایط اندازهگیری یا معیارهای متفاوتی استفاده کنند.
گواهینامههای معتبر عملکرد میتوانند امکان مقایسه عینیتر محصولات را فراهم کنند. مهمترین مزایای استفاده از این گواهیها عبارتاند از:
-
عملکرد محصولات بر اساس معیارها و روشهای آزمون مشخص ارزیابی میشود.
-
نتایج با واحدهای اندازهگیری یکسان ارائه میشوند.
-
امکان مقایسه عملکرد محصولات تولیدکنندگان مختلف فراهم میشود.
-
عملکرد دستگاه توسط نهاد مستقل و مطابق دامنه برنامه گواهی ارزیابی میشود.
-
بررسی مشخصات اعلامشده توسط سازنده و تطبیق آنها با نتایج آزمون امکانپذیر خواهد بود.
البته هنگام بررسی گواهی باید به نام دقیق برنامه، مدل دستگاه، دامنه ارزیابی و اعتبار گواهی توجه کرد؛ زیرا وجود یک نشان تجاری بهتنهایی به معنای تأیید تمام مشخصات فنی دستگاه نیست.
شاخصهای عملکردی دستگاه تصفیه هوا
برای ارزیابی و انتخاب دستگاه تصفیه هوا باید چند شاخص فنی مهم بررسی شوند. این شاخصها اطلاعاتی درباره ظرفیت تصفیه، میزان صدای تولیدشده و مصرف انرژی دستگاه ارائه میکنند.
۱. دبی هوا (Airflow Rate)
دبی هوا نشاندهنده حجم هوایی است که دستگاه در واحد زمان جابهجا میکند و معمولاً با واحد مترمکعب بر ساعت (m³/h) بیان میشود.
این شاخص در انتخاب دستگاه متناسب با متراژ و حجم فضای موردنظر اهمیت دارد.
۲. نرخ تحویل هوای پاک (CADR)
شاخص CADR یا Clean Air Delivery Rate نشان میدهد دستگاه در واحد زمان چه مقدار هوای تصفیهشده و پاک را برای یک نوع آلاینده مشخص فراهم میکند.
این شاخص معمولاً برای گروههایی مانند دود، گردوغبار و گرده گیاهان گزارش میشود و یکی از معیارهای کاربردی برای مقایسه عملکرد دستگاههای تصفیه هوا است.
دبی هوای خروجی بهتنهایی نشاندهنده کیفیت تصفیه نیست؛ زیرا راندمان فیلتر نیز در مقدار هوای پاک تحویلی تأثیر دارد.
۳. توان صوتی (Sound Power Level)
میزان صدای تولیدشده توسط دستگاه یکی از عوامل مهم در انتخاب آن برای محیطهای مسکونی، اداری و تجاری است.
در برچسب Eurovent ارائهشده، شاخص Sound Power Level یا سطح توان صوتی در بیشترین سرعت عملکرد دستگاه درج شده است.
هنگام مقایسه دستگاهها باید شرایط اندازهگیری و سرعت عملکرد فن یکسان باشد؛ زیرا میزان صدا با تغییر دور فن تغییر میکند.
۴. مصرف الکتریکی (Electrical Power Consumption)
توان الکتریکی نشاندهنده میزان برق موردنیاز دستگاه در زمان کارکرد است و معمولاً با واحد وات (W) یا کیلووات (kW) بیان میشود.
انرژی مصرفشده در یک بازه زمانی نیز با واحد کیلوواتساعت (kWh) اندازهگیری میشود.
مصرف برق دستگاه به عواملی مانند توان فن، نوع فیلترها، افت فشار فیلتر و فناوریهای جانبی مورد استفاده بستگی دارد.
در برچسب CAE، ارتباط میان مقدار هوای پاک تحویلی و توان الکتریکی مصرفی در قالب شاخص m³/h/W نمایش داده میشود.
۵. حداکثر مساحت پیشنهادی اتاق
یکی دیگر از اطلاعات درجشده در برچسب دستگاه تصفیه هوا، حداکثر مساحت پیشنهادی فضای مورد استفاده است.
این مقدار باید با توجه به ارتفاع سقف، حجم واقعی فضا، تعداد دفعات گردش هوای موردنیاز و شرایط آلودگی محیط بررسی شود. بنابراین نمیتوان یک مقدار ثابت را برای تمام مدلها و شرایط محیطی مناسب دانست.
چگونه دستگاه تصفیه هوای مناسب انتخاب کنیم؟
برای انتخاب دستگاه تصفیه هوای مناسب، ابتدا باید نوع آلایندههای موجود در محیط و شرایط بهرهبرداری مشخص شوند.
مهمترین معیارهای انتخاب عبارتاند از:
-
متراژ و حجم فضا: ظرفیت دستگاه باید متناسب با حجم هوای محیط باشد.
-
نوع آلایندهها: برای ذرات معلق و آلرژنها، فیلتر HEPA و برای برخی گازها و بوها، فیلتر کربن فعال اهمیت دارد.
-
ظرفیت تصفیه: دبی هوا و شاخصهایی مانند CADR و CAE باید بررسی شوند.
-
میزان صدا: برای اتاق خواب، دفاتر اداری و سالنهای انتظار، سطح صدای دستگاه اهمیت زیادی دارد.
-
مصرف انرژی: توان الکتریکی و هزینه انرژی در ساعات کارکرد دستگاه باید در نظر گرفته شود.
-
هزینه نگهداری: عمر مفید فیلترها، قیمت فیلتر جایگزین و دوره تعویض آنها بر هزینه بهرهبرداری تأثیر دارند.
-
ایمنی فناوری: در دستگاههای مجهز به یونیزاسیون، پلاسما و سایر فناوریهای فعال، میزان انتشار ازن و محصولات جانبی باید بررسی شود.
-
گواهی عملکرد: مشخصات فنی و گواهیهای معتبر باید با مدل دقیق دستگاه مطابقت داشته باشند.
جمعبندی
دستگاه تصفیه هوا یکی از تجهیزات مهم برای بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان است که با استفاده از فناوریهایی مانند فیلترهای مکانیکی، HEPA، کربن فعال، UV، یونیزاسیون، فوتوکاتالیست و پلاسما میتواند به کاهش گروههای مختلف آلاینده کمک کند.
هر فناوری عملکرد و محدودیتهای خاص خود را دارد. فیلتر HEPA برای کاهش ذرات معلق و آلرژنها کاربرد دارد، فیلتر کربن فعال به جذب برخی آلایندههای گازی و بوها کمک میکند و فناوریهایی مانند UV و فوتوکاتالیست برای اهداف مشخصی در فرآیند تصفیه مورد استفاده قرار میگیرند.
از سوی دیگر، انتخاب دستگاه تنها بر اساس تعداد فیلترها یا ادعاهای تبلیغاتی سازنده کافی نیست. شاخصهایی مانند دبی هوا، CADR، CAE، سطح توان صوتی، مصرف انرژی و مساحت پیشنهادی اتاق باید در کنار یکدیگر بررسی شوند.
همچنین استفاده از گواهیهای معتبر عملکرد، امکان مقایسه دقیقتر محصولات و انتخاب دستگاه متناسب با نیاز پروژه را فراهم میکند.
در نهایت، انتخاب صحیح دستگاه تصفیه هوا باید بر اساس نوع آلایندهها، حجم فضا، ظرفیت تصفیه، راندمان فیلترها، مصرف انرژی و الزامات ایمنی انجام شود تا عملکرد دستگاه در شرایط واقعی با نیازهای محیط مطابقت داشته باشد.