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L'introduction de la fonction et du principe du filtre HEPA

  • December 27, 2021

L'objectif principal de l'HEPA est d'éliminer les particules fines de l'air, y compris les PM2,5 (particules fines d'un diamètre inférieur à 2,5 microns). Quelconque filtre HEPA est basé sur une fibre croisée de 0,5 à 5 microns d'épaisseur. La distance entre les fibres est d'environ 5 à 50 microns. Alors, comment un écran avec un espace aussi large peut-il bloquer des particules de 0,01-0,3 microns ?


Concernant le principe du filtre, on penserait à un entonnoir : lorsque le diamètre des particules est plus grand que l'écart entre les fibres, les particules seraient arrêtées par le filtre. Mais ce principe n'est efficace que dans le filtre de qualité inférieure. Le principe du filtre HEPA est plus compliqué car l'écart entre les fibres du filtre HEPA est 100 fois plus grand que les particules piégées. Si vous regardez les photos suivantes, vous pouvez imaginer la proportion de PM2,5 à l'écart entre les fibres du filtre :




En fait, le filtre HEPA "colle" les poussières PM2,5 par adsorption de fibres. Le diamètre de la fibre est à peu près le même que celui de la poussière, et l'espace de "maille" entre les fibres est encore plus grand. L'espace "large" entre les fibres permet au flux d'air de passer en douceur. Cependant, en raison de la disposition couche par couche, les fines particules se heurteraient inévitablement à une fibre entrelacée de manière désordonnée et seraient absorbées. À cette échelle microscopique, la force intermoléculaire de van der Waals entre la fibre et la poussière est suffisante pour surmonter l'influence du flux d'air et les « adhérer » ensemble. Et les particules dans le filtre HEPA seraient efficacement arrêtées si elles entrent en contact avec la fibre et ne quitteraient jamais la surface de la fibre. C'est ce qu'on appelle "l'interception". De plus, les particules qui entrent constamment dans le tamis seraient attachées aux particules existantes tant qu'elles entreraient en contact avec les particules qui ont été arrêtées. Ainsi pendant longtemps, la fibre de l'écran accumulerait une couche par une couche de particules :




Après une longue période, l'espace entre les fibres du filtre HEPA deviendrait de plus en plus petit, et certains espaces disparaîtraient complètement. De cette façon, l'efficacité de filtration du tamis filtrant ne diminuerait pas, mais la résistance à l'air du tamis filtrant augmenterait. En conséquence, le volume d'air du purificateur d'air ou du système d'air frais diminuerait et le bruit augmenterait. Par conséquent, le tamis du filtre HEPA doit être remplacé régulièrement. Dans l'image ci-dessous, nous pouvons voir les particules sur le tamis du filtre qui a été utilisé pendant plusieurs mois. Plus la qualité du filtre est élevée, plus la fibre est fine et plus l'espace entre les fibres est petit. Par conséquent, le tamis filtrant de qualité supérieure est plus facile à bloquer, car l'espace entre les fibres se rétrécira rapidement.





L'effet du filtre HEPA dépend de nombreux éléments : diamètre de la fibre, densité de la fibre et matériau de la fibre. Si la fibre est très fine et dense, les particules sont plus faciles à contacter la fibre. Et l'effet d'interception de différents matériaux n'est pas le même. De plus, la capacité de poussière du filtre est également très importante : un bon filtre devrait bloquer efficacement les PM2,5 pendant plusieurs mois avant de devoir être remplacé.


Par conséquent, nous devons faire attention aux problèmes suivants lors de l'achat de purificateurs d'air :


1. Efficacité de filtration PM2.5 (grade de filtre HEPA).


Afin de filtrer efficacement les PM2.5, le fabricant du purificateur d'air utilise généralement des filtres H11, H12 ou H13. Le filtre H11 pourrait filtrer 95% des particules les plus pénétrantes (0,1-0,3 microns), tandis que d'autres particules ont une efficacité de filtration proche de 100%. L'écran H12 bloquerait plus de 99% des particules les plus pénétrantes, mais il aurait également une plus grande résistance. Bien que le filtre H13 puisse filtrer 99,97 % des PM2,5, il augmenterait la résistance au vent de l'ensemble du système, il est donc inutile d'utiliser ce filtre dans le purificateur d'air domestique.


2. Résistance à l'air du filtre HEPA


Plus le degré de filtration du filtre est élevé, plus la résistance est grande. Par conséquent, dans le purificateur d'air, il n'est pas nécessaire d'utiliser un filtre de niveau H13 ou supérieur: un tel filtre résiste trop au vent et l'effet filtrant est superflu pour les familles ordinaires. L'utilisation de ce filtre est limitée à la salle d'opération, à la fabrication de pièces électroniques, à l'atelier sans poussière, etc.


3. Capacité de poussière de l'écran du filtre HEPA


La valeur PM2.5 de la sortie d'air testée pour la première fois est la donnée la plus superficielle. Ce que de nombreux utilisateurs ne remarqueront pas, c'est la taille du filtre. Le tamis filtrant plus grand et plus épais a généralement une grande surface d'ouverture, de sorte que la capacité de poussière sera plus grande, la durée de vie serait plus longue et il n'a pas besoin d'être remplacé fréquemment.


4. Coût de remplacement de l'écran du filtre HEPA.


Certains fabricants de purificateurs d'air augmenteraient délibérément le prix des consommables et abaisseraient le prix de l'équipement, dans l'espoir de gagner plus d'argent après avoir vendu l'équipement. Cependant, les fabricants généraux indiqueraient aux utilisateurs la fréquence de remplacement et le prix de chaque filtre, afin que les utilisateurs puissent évaluer le coût de remplacement d'un an. Si l'équipement a un tamis filtrant primaire lavable, le coût de remplacement du tamis filtrant serait inférieur.

Après avoir compris le principe et la fonction de l'écran filtrant HEPA, il serait plus facile de choisir un purificateur d'air qui vous convient.


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