Thiết bị gia dụng

Tổng quan về máy lọc không khí

Tổng quan

Máy lọc không khí được sử dụng để giải quyết vấn đề phản ứng của cơ thể con người đối với tác nhân gây dị ứng như phấn hoa, vẩy da động vật, bụi và bào tử nấm mốc. Phản ứng (hắt hơi, chảy nước mũi, trầy xước mắt và thậm chí hậu quả nghiêm trọng hơn như cơn hen suyễn) là kết quả của các kháng nguyên được tìm thấy trong nhà. Những kháng nguyên này là tác nhân chính gây ra bệnh hen suyễn. Máy lọc không khí loại bỏ một phần của các hạt này, do đó làm giảm phản ứng dị ứng.

Do kích thước cực kỳ nhỏ, các chất gây dị ứng có thể xuyên qua một túi máy hút bụi thông thường và bay trở lại vào không khí nơi chúng ở lại trong nhiều ngày. Ngay cả một microgam dị ứng mèo cũng đủ để tạo ra phản ứng dị ứng cho 6 đến 10 triệu người bị dị ứng với mèo. Các hạt trong không khí khác như vi khuẩn và virut có thể gây bệnh, một số trong đó gây tử vong. Có rất nhiều lý do dị ứng, bệnh hen suyễn, bệnh hiểm nghèo, mà máy lọc không khí được bán ngày càng nhiều.  Theo Tổ chức Y tế Thế giới, số bệnh nhân mắc bệnh Hen phế quản có xu hướng ngày càng gia tăng, ước tính hiện nay, có khoảng gần 400 triệu người mắc bệnh hen.Việt Nam, tỉ lệ người bị hen phế quản chiếm 5% dân số, ước tính hơn 4 triệu người, trong đó, tỉ lệ trẻ em bị bệnh là 8 – 12%, tập trung nhiều nhất ở lứa tuổi 12 – 13 tuổi. Hen phế quản là căn bệnh ‘giết người’ chỉ sau ung thư.

Có hai loại máy lọc không khí phổ biến có thể loại bỏ một số hoặc tất cả các hạt gây bệnh và dị ứng trong không khí: bộ lọc cơ học, hiệu quả nhất của loại này là bộ lọc không khí hiệu quả cao (bộ lọc HEPA) và lọc bụi tĩnh điện.

  • Bộ lọc HEPA được làm từ các sợi thủy tinh rất mịn với đường kính nhỏ hơn 1 micron (một micron là 0,00004 in, 0,001 mm). Để so sánh, một sợi tóc của con người có đường kính khoảng 75 micron (0,003 in, 0,07 mm). Các sợi thủy tinh mịn được quấn vào nhau và nén lại để tạo thành một tấm lọc. Bởi vì các chủ đề riêng lẻ rất nhỏ, hầu hết các thảm bao gồm không khí. Các lỗ trên tấm thảm rất nhỏ, thường nhỏ hơn 0,5 micron (0,00002 in, 0,0005 mm). Bộ lọc HEPA sẽ thu thập các hạt có đường kính xuống 0,3 micron (0,00001 in, 0,0003 mm). Mặc dù bộ lọc chỉ có thể rộng 0,10 in (2,5 mm), nhưng nó sẽ bao gồm 2.500 lớp sợi thủy tinh.
  • Bộ lọc bụi tĩnh điện dựa vào lực tĩnh điện để loại bỏ các hạt khỏi không khí. Chúng hoạt động bằng cách tạo ra một đám mây điện tử tự do mà qua đó các hạt bụi buộc phải vượt qua. Khi các hạt bụi đi qua plasma, chúng trở nên tích điện, khiến chúng dễ dàng thu thập. Bộ lọc bụi tĩnh điện có thể thu thập các hạt xuống đường kính 0,01 micron (0,00001 mm).

Cả bộ lọc HEPA và bộ lọc bụi tĩnh điện đều không thể loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong không khí, do đó không làm gì để giảm mùi hôi. Vì lý do này, hầu hết các máy lọc không khí đều được trang bị bộ lọc trước hoặc sau bao gồm than hoạt tính. Than hoạt tính được tạo ra bằng cách đốt nóng nguồn carbon (vỏ dừa, lốp xe cũ, xương, v.v.) ở nhiệt độ rất cao khi không có oxy, một quá trình còn được gọi là nhiệt phân hoặc chưng cất phá hủy. Nhiệt phân tách carbon nguyên chất khỏi các vật liệu khác có trong nguyên liệu thô. Carbon tinh khiết sau đó được tiếp xúc với hơi nước ở 1.500°F (800°C). Hơi nước nhiệt độ cao kích hoạt carbon. Quá trình kích hoạt tạo thành hàng triệu vết nứt trong hạt carbon. Những vết nứt này có đường kính khoảng 0,002 micron (0,000002 mm). Do có quá nhiều vết nứt, quá trình kích hoạt cung cấp cho carbon một diện tích bề mặt khổng lồ trên mỗi trọng lượng, khoảng 6,5 mẫu Anh/oz (1.000 m2/g). Hàng triệu vết nứt cung cấp các vị trí nơi các hợp chất hữu cơ có thể được hấp phụ. Ngoài ra, bề mặt của carbon mang điện tích còn lại thu hút các hóa chất không phân cực (hóa chất không tách các điện tích dương và âm) với nó. Than hoạt tính rất hiệu quả trong việc hấp phụ các hợp chất tạo mùi.

Lịch sử

Độ “sạch” của không khí môi trường quanh chúng ta luôn là mối quan tâm hàng đầu. Nó là một trong những lý do mà thời kỳ tiền sử săn bắn hái lượm du mục, các nhóm người (bộ tộc, bộ lạc,..) đã biết định kỳ cần phải di chuyển ra khỏi bãi rác và khu vực vệ sinh của họ. Vào năm 61, nhà triết học La Mã Seneca đã phàn nàn về khí độc của khói từ ống khói liên tục xả lên bầu trời ở Rome. Năm 1306, vua Edward I của Anh đã cấm đốt than ở London do các chất ô nhiễm nặng còn lại trong không khí.

Cuộc cách mạng công nghiệp của thế kỷ XVIII và XIX đã làm cho vấn đề ô nhiễm không khí trở nên tồi tệ hơn. Đốt than để sản xuất điện và nhiên liệu, tạo ra một đám khói đen trên các trung tâm công nghiệp lớn trên Thế giới và bao phủ toàn bộ thành phố bằng mạt bụi. Để giải quyết vấn đề này, các kỹ sư đã xây dựng các ngăn khói cao hơn để di chuyển chất thải trong không khí ra xa nguồn. Bất kể các ngăn xếp có mức độ cao như thế nào, người dân đã phàn nàn về tro và khí axit từ quá trình đốt than (mưa axit) phá hủy mùa màng của họ.

Ô nhiễm không khí càng tồi tệ hơn sau Thế chiến II khi ô tô trở thành phương tiện giao thông chính trong thế giới công nghiệp hóa. Sương mù ô tô đã làm cho Los Angeles có chất lượng không khí tồi tệ nhất trên thế giới.

Và đến hiện tại thì các thành phố ở Trung Quốc luôn đứng đầu về chỉ số nguy hại của không khí bị ô nhiễm, còn với Việt Nam chúng ta thì các thành phố lớn như Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh chất lượng không khí cũng đang ở mức báo động.

Nguyên vật liệu

Các nguyên vật liệu dùng để chế tạo cả bộ lọc HEPA và bộ lọc bụi tĩnh điện là: vỏ được làm bằng nhựa, quạt điện để tạo luồng không khí qua bộ lọc, bộ lọc chính và công tắc điều khiển để điều khiển tốc độ của quạt và xoay máy lọc không khí bật và tắt. Các bộ lọc HEPA được làm bằng sợi thủy tinh borosilicate hoặc sợi nhựa (ví dụ: polypropylen) liên kết với nhau với chất kết dính acrylic lên đến 5% (cùng một hợp chất liên kết sơn latex với một ngôi nhà). Bộ lọc bụi tĩnh điện tạo ra các ion bằng cách dùng điện áp cao thông qua các dây dẫn đặt giữa các tấm điện cực, mà được nối đất. Vỏ được làm gần như phổ biến từ nhựa, thường là polystyrene tác động cao, polyvinyl clorua, polyetylen mật độ cao hoặc polypropylen. Hầu hết các máy lọc không khí cũng thường được trang bị bộ lọc sau bao gồm than hoạt tính.

Thiết kế

Bộ lọc HEPA được thiết kế dựa trên kích thước của các hạt được loại bỏ và tốc độ dòng khí cần thiết. Các lỗ trên bề mặt tầm vật liệu HEPA càng mịn thì các hạt được loại bỏ khỏi không khí càng mịn. Tuy nhiên, việc gom các hạt mịn hơn cũng có nghĩa là tấm lọc sẽ nhanh phải thay hơn. Các công ty thiết kế sẽ chỉ định đường kính của sợi thủy tinh và mật độ mắt của vải lọc giúp cố định kích thước lỗ lọc. Bộ lọc HEPA có thể chứa các chất kết dính tăng thêm khả năng lọc, nhưng điều này cũng tạo ra bộ lọc dễ bị tắc.

loc khong khi tinh dien

Thiết kế của một bộ lọc bụi tĩnh điện phức tạp hơn đáng kể. Bộ lọc bụi tĩnh điện tại nhà thường được thiết kế để có hai thành phần, thành phần ion hóa (nơi tạo ra đám mây điện tử) và thành phần thu thập (nơi các hạt bụi tích điện được kéo ra khỏi không khí – các tấm điện cực). Thành phần thu thập bao gồm một loạt các tấm thép song song Một nửa được nối đất và một nửa mang điện áp dòng điện trực tiếp dương do đó các tấm thay thế được tích điện dương hoặc âm. Bộ phận ion hóa bao gồm các dây mỏng được căng giữa một bộ các tấm ion hóa thép nối đất song song với nhau, nhưng đặt ở phía trước các tấm collector. Các dây mỏng mang dòng điện áp dương rất cao (lên đến 25.000 volt trong máy lọc không khí gia đình). Các điện tích dương trong dây dẫn tạo ra dòng điện tử giữa các dây và các tấm ion hóa liền kề. Do có một điện áp rất cao trên dây, các electron được đẩy về phía nó bằng gia tốc gấp khoảng 1.000 lần gia tốc trọng lực, giúp các electron tăng tốc lên vận tốc rất cao. Ví dụ, khi một hạt phân mạt bụi bay qua dây, các electron tốc độ cao va chạm với các electron trong các phân tử của hạt, gõ một số trong số họ miễn phí. Khi các phân tử này bị mất electron, chúng sẽ mang điện tích dương và do đó bị thu hút vào tấm collector tích điện âm. Nhà thiết kế phải chọn một điện áp đủ cao để tạo ra đủ số lượng điện tử để ion hóa các hạt đi qua bộ lọc bụi và không gian các tấm collector đủ gần nhau để các hạt bụi bị ion hóa sẽ bị bắt trên các tấm trước khi quạt lọc bụi có thể kéo chúng hoàn toàn thông qua máy lọc không khí.

Show More

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button
Close