مرشح الهواء: وصي تنقية الهواء

في البيئة التي نعيش فيها ، تمتلئ الهواء بجميع أنواع الشوائب ، مثل الغبار وحبوب اللقاح والبكتيريا والفيروسات والغازات الضارة ، وما إلى ذلك. فلتر الهواء ، كمعدات مهمة لتنقية الهواء ، تلعب دورًا مهمًا. سوف تتناقص هذه المقالة بعمق في المعرفة ذات الصلة بمرشحات الهواء ، بما في ذلك مبادئ عملها وأنواعها وحقول التطبيقات ، وكذلك اتجاهات الصيانة واتجاهات التطوير المستقبلي. ​

1. مبدأ العمل

يعتمد مبدأ العمل في مرشحات الهواء بشكل أساسي على آليات مثل الاعتراض والامتزاز وجذب الإلكتروستاتيكي. عندما يمر الهواء الذي يحتوي على الملوثات عبر المرشح ، فإن وسيط المرشح للمرشح سوف يعترض ملوثات الجسيمات ذات الأحجام المختلفة. على سبيل المثال ، يمكن اعتراض جزيئات الغبار الكبيرة مباشرة بواسطة مسام وسط المرشح ، في حين أن الجزيئات الأصغر قد تصطدم بوسط المرشح من خلال الحركة البراونية وغيرها من الوسائل ويتم امتصاصها. تستخدم بعض مرشحات الهواء المتقدمة أيضًا مبدأ الامتزاز الإلكتروستاتيكي. من خلال تطبيق الكهرباء الساكنة على وسط المرشح ، يتم امتصاص الملوثات المشحونة بسهولة أكبر على وسط المرشح ، وبالتالي تعزيز كفاءة الترشيح. ​

2. النوع

تصنف حسب كفاءة الترشيح

المرشح الأساسي: يستخدم بشكل أساسي لتصفية جزيئات الغبار التي تزيد عن 5μm ، وهو مناسب للترشيح الأساسي لأنظمة تكييف الهواء ، مثل الترشيح المسبق في تكييف الهواء المركزي وأنظمة التهوية المركزية ، وترشيح ما قبل الضواغط الكبيرة ، وما إلى ذلك. تشمل مواد الإطار الخارجي إطارًا ورقيًا ، وإطارًا من الألومنيوم ، وإطار الحديد المجلفن ، وما إلى ذلك. تشمل مواد المرشح النسيج غير المنسوج ، شبكة النايلون ، إلخ ​

مرشحات الكفاءة المتوسطة: تستخدم بشكل أساسي لالتقاط جزيئات من الغبار والمختلف المواد المعلقة التي تتراوح من 1 إلى 5μm ، ويمكن تطبيقها في أنظمة التهوية المركزية لتكييف الهواء أو بمثابة المرشحات المسبقة للمرشحات عالية الكفاءة لتقليل عبءها وتوسيع نطاق عملها. يمكن استخدامها أيضًا لتنقية الهواء العام في الحقول الصناعية. يتوفر إطار مرشح الكفاءة المتوسطة بأشكال مثل صفيحة فولاذية مدفوعة بالبرد مع طلاء بلاستيكي ولوحة فولاذية مجلفنة ، وتشمل مواد الفلتر الألياف غير المنسوجة والألياف الزجاجية. يتمتع مرشح الكفاءة المتوسطة من نوع الحقيبة بمقاومة منخفضة وقدرة كبيرة على الغبار. يتميز مرشح طي الكفاءة المتوسطة بالكفاءة العالية ، وقدرة كبيرة على الغبار واحتلال مساحة صغيرة.
​
مرشح عالي الكفاءة ينقسم إلى مرشحات عالية الكفاءة مطوية ومرشحات عالية الكفاءة غير ملوثة ، تستخدم بشكل رئيسي لالتقاط جزيئات دقيقة تتراوح من 0.1 إلى 0.5μm. إنه مناسب لأنظمة تكييف الهواء النظيفة وبيئات التنظيف العالي. يتم استخدامه في الصناعات مثل الإلكترونيات الدقيقة ، والأدوات الدقيقة والأمتار ، والرعاية الطبية والصحية ، والهندسة الحيوية ، والمستحضرات الصيدلانية والطعام ، وكذلك في المرحلة النهائية من ترشيح الهواء في غرف نظيفة مختلفة ، والأنفاق النظيفة ، ومنافذ إمدادات الهواء عالية الكفاءة ، ودقة نظيفة ، ودخول الهواء وغيرها من المعدات. تم تصميم هذا المنتج بدقة من خلال عملية صارمة ، تتميز بمواد مرشح الألياف الزجاجية فائقة ، والمواد اللاصقة للذوبان الساخن مثل الفاصل ، والإطار الخارجي الخاص بالألومنيوم ، ومركبة مانعة للبولي يوريثين ، وشريط إسفنج إسفنجي مغلق ، ولوحة توزيع تدفق الفولاذ المغلفة بالمسحوق. يتميز بكفاءة عالية ومقاومة منخفضة. ​

مرشحات الكفاءة العالية: يتم استخدامها للترشيح الطرفي في مختلف المشاريع النظيفة وأنظمة تكييف الهواء المركزية وأنظمة إمدادات الهواء المعالجة مع متطلبات خاصة ، وكذلك للترشيح في الغرف النظيفة. أنها تتميز بكفاءة ترشيح عالية ، ومقاومة منخفضة ، وقدرة كبيرة على الغبار. ​

(2) التصنيف حسب مادة التصفية

مرشحات الورق: مثل مرشحات الهواء الجاف للورق ، والتي تتكون عناصر المرشح من ورق مرشح Microporous المعالج بالراتنج ، غالبًا ما تستخدم في حقول مثل محركات السيارات. مزاياها هي الخفة والتكلفة المنخفضة وكفاءة الترشيح العالية وسهولة الصيانة. ​

مرشح الألياف: يستخدم مواد الألياف مثل وسط التصفية ، مثل الألياف الزجاجية والألياف الاصطناعية ، إلخ ​

مرشح الكربون المنشط: من خلال الاستفادة من التركيب الدقيق المتقدم للغاية من الكربون المنشط ، فإنه يزيل بشكل فعال الروائح والعوامل المتطايرة والبكتيريا والفيروسات ومختلف ملوثات الهواء ، مثل رذاذ الطلاء والدخان. غالبًا ما يتم استخدامه في مصانع معالجة الأغذية والمستشفيات والمتاحف وغيرها من الأماكن ذات المتطلبات العالية للرائحة الجوية والتحكم في الملوثات. يجب أن يكون لاستخدام ترشيح الكربون المنشط مرشحًا مسبقًا ؛ خلاف ذلك ، سيتم تقليل كفاءة الكربون المنشط بسبب الملوثات الأخرى في الهواء. ​

مرشح عنصر مرشح البولي يوريثان: مصنوع من البولي يوريثان يشبه الإسفنج ، وله قدرة امتزاز قوية ولكن قوة ميكانيكية منخفضة نسبيا. يتم استخدامه في الغالب في المعدات مثل السيارات حيث توجد متطلبات معينة لحجم ووزن المرشح. ​

3. حقول التطبيق

(1) المجال السكني

في الأسر ، يمكن تثبيت مرشحات الهواء في معدات مثل مكيفات الهواء وأنظمة الهواء النقي. مع استمرار انتباه الناس بجودة الهواء الداخلي ، تلعب مرشحات الهواء دورًا حاسمًا في تحسين جودة الهواء الداخلي. على سبيل المثال ، بالنسبة للعائلات التي لديها أشخاص يعانون من الحساسية أو أمراض الجهاز التنفسي ، يمكن للاختيار مرشح الهواء المناسب تصفية مسببات الحساسية مثل حبوب اللقاح ، عث الغبار والبكتيريا ، وبالتالي تخفيف أعراض المرضى. يمكن للاحتياجات العائلية المختلفة اختيار مرشحات من درجات مختلفة من MEV (الحد الأدنى من الكفاءة المبلغ عنها). بشكل عام ، يمكن للعائلات اختيار مرشحات MERV Grade 11 ، والتي يتم تسعيرها بشكل معتدل ويمكنها تلبية احتياجات الأسر النموذجية. بالنسبة للعائلات التي تعاني من الحساسية الشديدة أو مشاكل الحساسية التنفسية ، قد يكون من الضروري اختيار مرشحات MERV 13 أو أعلى من الدرجة. ​

(2) مجال البناء التجاري

المباني المكتبية: إن تطبيق المعدات المكتبية المتقدمة ، مثل محطات الكمبيوتر ، وطابعات الحبر ، والبيانات الجافة ، وآلات الفاكس ، وطابعات الليزر ، وما إلى ذلك ، سيولد ملوثات مثل الأوزون والمركبات العضوية المتطايرة والهيدروكربونات والجسيمات المعلقة التي يمكن الاستنشاق بها ، وتلويح البيئة الداخلية بشكل خطير. تشير التقديرات إلى أن 30 ٪ من المباني المكتبية والمباني العامة في الولايات المتحدة تعاني من مشاكل تلوث الهواء الداخلي. لذلك ، تحتاج مباني المكاتب إلى تثبيت مرشحات الهواء لتحسين جودة الهواء وحماية صحة الموظفين والمعدات المكتبية. على سبيل المثال ، من أجل تحسين جودة الهواء ، تم تجهيز مطار Hall of Chicago D 'Hare بما مجموعه 1100 مرشح مسبق و 1100 مرشح نهائي و 2200 مرشح كربون (من بين من بينها أن يتم استبدال الكربون كل 10-12 شهرًا). ​

مراكز التسوق والفنادق وما إلى ذلك: هذه الأماكن مزدحمة بالأشخاص ولديها كمية كبيرة من الدورة الدموية ، مما يجعل من السهل على مختلف الملوثات تراكمها. يمكن أن يؤدي تركيب مرشحات الهواء إلى الحفاظ على الهواء الداخلي طازجًا ، ويعزز راحة العملاء والموظفين ، وكذلك يساعد في تقليل انتشار البكتيريا والفيروسات ، وحماية الصحة العامة. على سبيل المثال ، يمكن لتثبيت مرشحات هواء عالية الكفاءة في غرف الضيوف في الفندق والمناطق العامة تصفية الروائح والكائنات الحية الدقيقة في الهواء بشكل فعال ، مما يوفر للضيوف بيئة أماكن إقامة مريحة. ​

(3) المجال الصناعي

صناعة الأغذية: يتزايد الطلب على معدات ترشيح الهواء في صناعة المواد الغذائية باستمرار. للحفاظ على الذوق الطازج للطعام ، أصبح تقليل استخدام المواد الحافظة الكيميائية ، والتحكم في تلوث الهواء المتعلق بالمنتجات أكثر أهمية. على سبيل المثال ، في أوروبا ، يتم تنفيذ Canning الزبادي في ظل ظروف الغرفة النظيفة. باستخدام نظام التهوية العلوي ومرشحات HEPA للترشيح ، يمكن الحفاظ على المنتج لفترة طويلة نسبيًا دون إضافة المواد الكيميائية باهظة الثمن. لحماية مسودة البيرة ، تحتاج مصانع الجعة إلى التحكم في تلوث الهواء حول ورشة التعبئة. عادة ما يتبنون 100000 غرفة نظيفة من الدرجة ويستخدمون مرشحات HEPA. ​

صناعة الإلكترونيات: صناعة الإلكترونيات لديها متطلبات عالية للغاية لجودة الهواء في بيئة الإنتاج. حتى جزيئات الغبار الصغيرة يمكن أن يكون لها تأثير كبير على إنتاج وأداء المكونات الإلكترونية. لذلك ، في ورش العمل مثل تصنيع الرقائق الإلكترونية وتجميع المعدات الإلكترونية ، يجب استخدام مرشحات الهواء عالية الكفاءة أو حتى عالية الكفاءة لضمان نظافة بيئة الإنتاج ، وتحسين جودة المنتج وكفاءة الإنتاج. ​

صناعة الأدوية: يجب إجراء عملية الأدوية في بيئة نظيفة يتم التحكم فيها بشكل صارم لمنع تلوث الأدوية بواسطة الكائنات الحية الدقيقة وجزيئات الغبار. تُستخدم مرشحات الهواء على نطاق واسع في أنظمة تكييف الهواء ، والغرف النظيفة وغيرها من روابط ورش العمل الصيدلانية لضمان أن إنتاج الأدوية يفي بمعايير جودة صارمة وضمان سلامة وفعالية الأدوية.
​
(4) المجال الطبي

المستشفيات: المستشفيات هي أماكن تتركز فيها البكتيريا والملوثات المختلفة. لمنع العدوى المتقاطعة وضمان صحة المرضى والموظفين الطبيين ، يجب تثبيت مرشحات الهواء عالية الأداء في جميع مناطق المستشفى ، مثل غرف العمليات والأجنحة ووحدات العناية المركزة. في غرفة العمليات ، عادةً ما تستخدم مرشحات الهواء عالية الكفاءة لتصفية البكتيريا والفيروسات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى في الهواء ، مما يخلق بيئة جراحية معقمة تقريبًا وتقليل خطر الإصابة بالجراحة. يمكن لمرشحات الهواء في الجناح تصفية الجراثيم في الهواء ، مما يوفر للمرضى بيئة إعادة تأهيل نظيفة. ​

المختبرات: لدى مختبرات الأبحاث أيضًا متطلبات عالية جدًا لجودة الهواء ، وخاصة تلك التي تجري تجارب مثل البحوث الميكروبية وثقافة الخلايا. يمكن أن تمنع مرشحات الهواء الملوثات الخارجية من دخول المختبر ، مما يضمن دقة وموثوقية النتائج التجريبية. على سبيل المثال ، في مختبر السلامة الحيوية ، يجب استخدام مرشحات الهواء ذات الكفاءة العالية الخاصة لضمان عدم تسبب الهواء داخل المختبر في تلوث البيئة عند تصريفه. ​

(5) مجال النقل

في السيارة ، يمكن لفلتر تكييف الهواء تصفية الهواء الذي يدخل السيارة ، وإزالة الملوثات مثل الغبار وحبوب اللقاح والغازات الضارة ، مما يوفر بيئة هواء نظيفة للركاب في الداخل. على وجه الخصوص على الطرق المزدحمة في المناطق الحضرية ، حيث تكون انبعاثات عادم المركبات كبيرة وجودة الهواء سيئة ، يصبح دور مرشحات الهواء على متن الطائرة أكثر بروزًا. كما ذكرنا سابقًا ، فإن مرشح الهواء في السيارة عالي الجودة في Philips لديه وظائف متعددة ويمكن أن يحسن جودة الهواء داخل السيارة بشكل فعال. ​

الطائرات: يحتاج الهواء في مقصورة الطائرات إلى الخضوع لترشيح صارم وعلاج الدورة الدموية لضمان أن يتمكن الركاب من التنفس الهواء النظيف والصحي أثناء الرحلة الطويلة. يمكن لمرشحات الهواء على الطائرة تصفية الكائنات الحية الدقيقة وجزيئات الغبار والروائح في الهواء ، مما يوفر للركاب بيئة طيران مريحة. في الوقت نفسه ، يتم تثبيت مرشحات الهواء أيضًا في نظام تناول محرك الطائرة لحماية المحرك من الأضرار الناجمة عن الشوائب في الهواء وضمان التشغيل العادي وأداء المحرك. ​

4. الصيانة والاستبدال

(1) نقاط الصيانة الرئيسية

التفتيش المنتظم: تحقق بانتظام من ظهور مرشح الهواء لمعرفة ما إذا كان هناك أي ضرر أو انسداد أو شروط أخرى. بالنسبة للمرشحات القابلة للغسل ، من الضروري التحقق من التأثير بعد التنظيف لضمان عدم تلف وسط المرشح. بالنسبة للمرشحات المثبتة في معدات مهمة مثل تكييف الهواء المركزي ومعدات الإنتاج الصناعي ، تعد عمليات التفتيش المنتظمة مهمة بشكل خاص لضمان التشغيل العادي للمعدات. ​

حافظ على نظافة: بالنسبة للإطارات الخارجية والمكونات المحيطية لبعض المرشحات المعرضة لتراكم الغبار ، يجب تنفيذ التنظيف المنتظم لمنع الغبار من أن يتم امتصاصه في نظام الدورة الدموية. أثناء عملية التنظيف ، احرص على عدم التسبب في تلف المرشح نفسه. ​

انتبه إلى بيئة التشغيل: فهم الظروف البيئية المعمول بها في مرشح الهواء ، مثل درجة الحرارة ، والرطوبة ، وقيمة الرقم الهيدروجيني ، وما إلى ذلك ، تجنب تثبيت المرشح في بيئة تتجاوز نطاقه القابل للتطبيق لمنع التأثير على تأثير الترشيح وعمر الخدمة. على سبيل المثال ، قد تتسبب مرشحات الهواء العادية في العمر وتضرع بسرعة أكبر في البيئات ذات درجات حرارة عالية أو رطوبة عالية أو غازات تآكل. ​

(2) دورة الاستبدال

تختلف دورة استبدال مرشحات الهواء اعتمادًا على بيئة الاستخدام ونوع المرشح. بشكل عام ، بالنسبة لمرشحات تكييف الهواء المستخدمة في المساكن ، إذا كانت البيئة المنزلية نظيفة نسبيًا ولم تكن هناك حيوانات أليفة أو تدخين ، فيمكن استبدالها كل 3 إلى 6 أشهر. إذا كانت هناك حيوانات أليفة في المنزل أو التدخين أو جودة الهواء في المنطقة سيئة ، فمن المستحسن استبدالها كل شهر إلى 3 أشهر. في الحقول التجارية والصناعية ، بسبب حجم الدورة الدموية الكبيرة وتركيز الملوثات العالية ، تكون دورة استبدال المرشحات أقصر عادة. على سبيل المثال ، قد تحتاج إلى فحص مرشحات الهواء عالية الكفاءة في غرف العمليات في المستشفيات واستبدالها شهريًا أو حتى أسبوعيًا. قد تتراوح دورة استبدال مرشحات الهواء في ورش عمل المصنع من بضعة أيام إلى عدة أسابيع اعتمادًا على عملية الإنتاج ودرجة التلوث. لتسهيل المستخدمين لاستبدال المرشحات في الوقت المناسب ، أطلقت بعض الشركات المصنعة أيضًا مرشحات الهواء الذكية ، مثل Filtrete ™ Smart Air Filters. تراقب هذه المرشحات تدفق الهواء واستخدامه من خلال أجهزة الاستشعار وتذكير المستخدمين عندما تحتاج المرشحات إلى استبدالها.

5. اتجاهات التنمية المستقبلية

كفاءة ترشيح أعلى

مع استمرار ارتفاع مطالب الناس بجودة الهواء ، ستتطور مرشحات الهواء نحو كفاءة ترشيح أعلى في المستقبل. سوف يستكشف موظفو البحث والتطوير بشكل مستمر مواد وتقنيات الترشيح الجديدة لتحقيق ترشيح فعال من ملوثات الجسيمات الأصغر (مثل جزيئات النانو) ومجموعة واسعة من الملوثات (مثل المواد الكيميائية الضارة الناشئة). على سبيل المثال ، الأبحاث حول أنواع جديدة من مواد الألياف النانوية ، والتي لها هياكل مسام أدق ويمكن أن تعترض جزيئات صغيرة بشكل أكثر دقة ؛ أو تطوير مواد ذات خصائص امتصاص متعددة الوظائف ، والتي لا يمكنها فقط تصفية المادة الجسيمية ولكن أيضًا في وقت واحد إزالة الغازات الضارة والكائنات الحية الدقيقة. ​

(2) التنمية الذكية

الذكاء هو واحد من اتجاهات التنمية المهمة لمرشحات الهواء في المستقبل. سيتم تزويد مرشحات الهواء الذكية بمزيد من المستشعرات وأنظمة التحكم الذكية ، والتي يمكنها مراقبة جودة الهواء وحالة عمل المرشحات في الوقت الفعلي ، وضبط وضع الترشيح تلقائيًا وتذكير المستخدمين باستبدال المرشحات وفقًا للموقف الفعلي. من خلال التواصل مع نظام المنزل الذكي ، يمكن لفلتر الهواء الذكي أيضًا تحقيق التحكم عن بُعد والإدارة الآلية ، مما يوفر للمستخدمين تجربة تنقية الهواء أكثر ملاءمة وكفاءة. على سبيل المثال ، يمكن للمستخدمين التحقق من حالة تشغيل مرشح الهواء في المنزل في أي وقت وفي أي مكان من خلال تطبيق الهاتف المحمول ، وتعيين معلمات الترشيح ، وحتى تشغيل مرشح الهواء مقدمًا قبل العودة إلى المنزل لإنشاء بيئة داخلية جديدة لأنفسهم. ​

(3) الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة

في ظل الدعوة العالمية للحفاظ على الطاقة وحماية البيئة ، ستركز مرشحات الهواء أيضًا على تقليل استهلاك الطاقة وتقليل تأثيرها على البيئة. من ناحية ، من خلال تحسين التصميم الهيكلي للمرشح وقناة تدفق الهواء ، يتم تقليل مقاومة الهواء عبر المرشح ، مما يقلل من استهلاك الطاقة في تكييف الهواء والتهوية وغيرها من المعدات. من ناحية أخرى ، قم بتطوير مواد مرشح قابلة لإعادة التدوير وقابلة للتحلل لتقليل التلوث إلى البيئة الناجمة عن التخلص من المرشحات. على سبيل المثال ، باستخدام مواد الألياف القابلة للتحلل البيولوجي لصنع وسائط المرشح ، عندما يصل المرشح إلى نهاية عمر خدمته ، يمكن أن يتحلل في البيئة الطبيعية ولن يتسبب في تلوث بيئي طويل الأجل مثل المرشحات البلاستيكية التقليدية. ​

(4) التكامل متعدد الوظائف

لن تقتصر مرشحات الهواء المستقبلية فقط على تصفية المادة الجسيمية والكائنات الحية الدقيقة ، ولكن أيضًا دمج المزيد من الوظائف ، مثل إزالة الغازات الضارة ، وتنظيم رطوبة الهواء ، وإصدار مواد مفيدة للهوية (مثل أيونات الأكسجين السلبية) ، وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، بدأت بعض مرشحات الهواء في دمج طبقات الكربون المنشطة لتمتص الغازات الضارة. في المستقبل ، قد يتم تحسين أداء الكربون المنشط ودمجه مع التقنيات الأخرى لتحقيق إزالة فعالة من الغازات الضارة المختلفة. وفي الوقت نفسه ، من خلال إضافة وحدة تنظيم الرطوبة ومولد أيون الأكسجين السلبي ، يتم توصيل مرشح الهواء بوظائف تنظيم رطوبة الهواء وتحسين جودة الهواء ، وخلق بيئة داخلية جديدة ومريحة على غرار الغابة للمستخدمين. ​

تلعب مرشحات الهواء دورًا لا غنى عنه في جميع جوانب حياتنا ، من حماية صحتنا التنفسية إلى ضمان التشغيل السلس للإنتاج الصناعي. مع التقدم المستمر للتكنولوجيا والاهتمام المتزايد الذي يولده الناس لجودة الهواء ، ستواصل مرشحات الهواء الابتكار والتطوير لإنشاء بيئة هوائية أكثر نظافة وصحة بالنسبة لنا. سواء في المنزل أو المكتب أو المصنع الصناعي ، واختيار مرشح الهواء الصحيح وتنفيذ الصيانة الصحيح والاستبدال هي مفاتيحنا للاستمتاع بالهواء النقي. .