Filtry HEPA, które znajdują się w większości nowoczesnych oczyszczaczy powietrza, są w stanie usnąć mikroskopijne cząsteczki zanieczyszczeń ze skutecznością ponad 99%. Oto kilka informacji, które ułatwią zrozumienie sposobu działania tej technologii, klasyfikacji filtrów HEPA i pomogą w wyborze odpowiedniego do oczyszczacza powietrza.
Budowa i działanie filtra HEPA
HEPA to skrót od słów High Efficiency Particulate Air, co w tłumaczeniu na język polski oznacza wysokoskuteczny lub wysokosprawny filtr cząsteczkowy powietrza. Historia tej technologii sięga czasów II wojny światowej. Została opracowana w USA przez Komisję Energii Atomowej (Atomic Energy Commission), a jej pierwotnym zadaniem było usuwanie z powietrza radioaktywnych drobinek pyłu, które stanowiły zagrożenie dla dróg oddechowych żołnierzy. Filtr HEPA działa na zasadzie fizycznego wychwytywania mikroskopijnych cząsteczek zanieczyszczeń. Jest to możliwe dzięki włóknom wykonanym z kompozytu poliestrowo-szklanego, czyli tak zwanej wełny szklanej. W procesie produkcji cienkie nitki włókna zostają sprasowane, a w rezultacie ich struktura przypomina papier. Skuteczność filtracji uzależniona jest od średnicy i grubości włókien, jak również od czasu przepływu powietrza przez filtr. Ważną zaletą HEPA jest duża powierzchnia absorbująca w stosunku do wymiarów filtra. Dla przykładu filtr o wymiarach 50 x 50 cm może być zbudowany z 8,2 m² włókna poliestrowo-szklanego.
Co usuwa filtr HEPA
Pory przez które przepływa powietrze mają średnicę 0,3 µm, dlatego to właśnie cząsteczki o takiej wielkości są dla filtra HEPA najtrudniejsze do wyłapania. Nadano im nawet miano Most Penetrating Particle Size, co można przetłumaczyć jako cząsteczki o najbardziej penetrującym rozmiarze.Technologia HEPA najlepiej radzi sobie z cząsteczkami większymi od 0,3 µm, ale wykazuje też wysoką skuteczność w usuwaniu zanieczyszczeń, które są mniejsze od 0,3 µm i większe lub równe 0,1 µm.
Dla dokładnego ukazania możliwości filtrów HEPA warto przedstawić rozmiary zanieczyszczeń, które mogą być obecne wewnątrz budynków:
| Rodzaj zanieczyszczeń | Wymiary cząsteczek w μm |
| Pyły zawieszone | 0,001-40
Największe zagrożenie stanowią pyły PM2,5 i PM10, które bez trudu przedostają się do dróg oddechowych i krwioobiegu. |
| Bakterie | 0,2-60
WHO na liście najgroźniejszych bakterii umieściła m.in.:
|
| Wirusy | 0,02-0,3
W Polsce szczególnie często występują:
|
| Pyłki | 10-1000 |
| Pleśń | 3-12 |
| Sierść | 0,5-200 |
| Roztocza kurzu | 100-300 |
| Pigmenty farb | 0,1-5 |
| Pył węglowy | 1-100 |
| Odpady radioaktywne | 0,1-10 |
| Ołów | 0,1-0,7 |
| Sadza | 0,2-10 |
Filtry HEPA nie pochłaniają zanieczyszczeń gazowych, dlatego są nieskuteczne w oczyszczaniu powietrza z takich toksyn jak dym papierosowy, benzen albo formaldehyd.
Klasyfikacja HEPA
W 2010 r. wprowadzono nową klasyfikację filtrów, zgodnie z którą klasy HEPA H10, HEPA H11 oraz HEPA H12 określane są teraz jako EPA E10, EPA E11 i EPA E12, natomiast skrót HEPA stosuje się tylko dla nowszych klas – HEPA H13 i H14. Pomimo tej zmiany nadal można spotkać się z dawnymi oznaczeniami. Warto o tym pamiętać, aby wiedzieć, że filtr klasy HEPA H10 jest tym samym co EPA E10. Oprócz grupy E (EPA) i H (HEPA) wyróżnia się grupę U (ULPA, skrót od Ultra Low Penetration Air), nazywaną filtrami absolutnymi. Poszczególne klasy różnią się między sobą skutecznością filtracji, która ma wpływ na ich wykorzystywanie. Prezentuje to poniższa tabela:
| Klasa | Skuteczność całkowita filtracji | Skuteczność miejscowa | Wykorzystywanie |
| EPA E10 | 85% | nieokreślona |
|
| EPA E11 | 95% | nieokreślona | |
| EPA E12 | 99,5% | nieokreślona |
|
| HEPA H13 | 99,95% | 99,75% | |
| HEPA H14 | 99,995% | 99,975% |
|
| ULPA U15 | 99,9995% | 99,9975% |
|
| ULPA U16 | 99,99995% | 99,99975% | |
| ULPA U17 | 99,999995% | 99,9999% |
Do oceny skuteczności filtra wykorzystuje się ilość zatrzymywanych przez niego cząsteczek o wielkości 0,3 µm, czyli wspomniane już Most Penetrating Particle Size.
Eksploatacja filtra
Każdy filtr HEPA trzeba po pewnym czasie wymienić, ale okres jego przydatności może wynosić zarówno kilka miesięcy, jak i kilka lat. W przypadku urządzeń takich jak oczyszczacze powietrza i odkurzacze producent zazwyczaj podaje przewidywaną żywotność filtra, ale jego rzeczywista wytrzymałość uzależniona jest przede wszystkim od jakości powietrza w miejscu użytkowania produktu. W instrukcji obsługi powinna znaleźć się również informacja na temat zasad eksploatacji filtra. Zdarza się, że dopuszczalne jest oczyszczanie go poprzez odkurzanie albo mycie w wodzie, w celu usunięcia kurzu i innych dużych cząsteczek. Oba te zabiegi mają pewien wpływ na żywotność HEPA, lecz nie są w stanie zapobiec konieczności wymiany filtra, gdyż drobne cząsteczki zostają z nim złączone w sposób trwały. Na okres przydatności korzystny wpływ może mieć także połączenie HEPA z innym rodzajem filtra, który usuwa większe zanieczyszczenia. Dzięki temu nie ograniczają one przepływu powietrza, co mogłoby utrudniać działanie filtrowi HEPA. Takie rozwiązanie jest często wykorzystywane w oczyszczaczach powietrza, które wyposaża się w filtr wstępny, wyłapujący między innymi sierść, włosy i kurz.
Filtry HEPA w oczyszczaczach powietrza
Zdolność do wychwytywania mikroskopijnych cząsteczek – w tym pyłów zawieszonych, będących jednym z głównych składników smogu oraz alergenów wziewnych – sprawiła, że filtry HEPA znalazły powszechne zastosowanie w produkcji oczyszczaczy powietrza. Producenci najczęściej wykorzystują filtry klas E11, E12 i H13, ale nie brakuje też urządzeń wyposażonych w filtry klas E10 i H14. Technologia HEPA zwykle łączona jest z innymi metodami oczyszczania powietrza, np. z filtrem węglowym, pochłaniającym zanieczyszczenia gazowe, z którymi nie radzi sobie HEPA. Żywotność filtra umieszczonego w oczyszczaczu, jaką deklarują producenci, wynosi od kilku miesięcy do 10 lat, ale rzeczywista wytrzymałość uzależniona jest od jakości powietrza w danym miejscu oraz od intensywności pracy sprzętu. Ceny najtańszych oczyszczaczy z filtrami HEPA wynoszą około 200 zł, natomiast za najdroższe trzeba zapłacić ponad 5000 zł.
Filtry HEPA w odkurzaczach
Filtry HEPA znajdują się również w znacznej części współczesnych odkurzaczy. Początkowo wykorzystywano je w głównie w sprzęcie rekomendowanym dla alergików, natomiast obecnie stanowią standardowy element wyposażenia odkurzacza, odpowiedzialny za końcowy etap oczyszczania powietrza wylatującego z urządzenia. Większość producentów sięga po filtry tych samych klas, które umieszczane są w oczyszczaczach powietrza. Także i w tym przypadku należy pamiętać o tym, że filtr HEPA ulega zużyciu. Jeżeli producent nie podał informacji na temat jego wytrzymałości, to powinno się wymienić go raz na rok lub dwa lata, w zależności od intensywności pracy odkurzacza i stanu samego filtra. Słabsze zasysanie zanieczyszczeń, czyli pogorszenie wydajności odkurzacza, pomimo zamontowania w nim nowego worka, a także mocniejsze przegrzewanie i głośniejsza praca mogą świadczyć o tym, że nadszedł czas na zakup nowego filtra HEPA. W niektórych odkurzaczach montowane są filtry zmywalne, których żywotność można przedłużyć poprzez odpowiednie oczyszczanie.