Filtry węglowe • vademecum wiedzy o filtrach węglowych

Po co w oczyszczaczach stosowane są filtry węglowe

Filtry węglowe, zaraz po filtrach HEPA, są najważniejszym elementem oczyszczaczy powietrza. Służą do usuwania, niejednokrotnie bardzo szkodliwych, organicznych zanieczyszczeń gazowych, z którymi filtry HEPA sobie nie radzą.

Do zanieczyszczeń tego typu należą przede wszystkim:

1. Lotne związki organiczne (LZO) – duży zbiór substancji, wdychanie wielu z nich może być dla człowieka bardzo szkodliwe (substancje toksyczne, rakotwórcze, drażniące). Substancje te mogą powstawać w środowisku naturalnie, jak również na skutek działania człowieka: podczas procesów spalania (w tym także w trakcie palenia papierosów), w wyniku produkcji m.in. substancji chemicznych, środków ochrony roślin, czy w efekcie składowania odpadów.

Mogą one przedostawać się do naszych domów przez otwarte okna, nieszczelności czy wentylację. Co ważniejsze substancje emitowane są też wtórnie w zamkniętych pomieszczeniach z farb, klejów a także elementów wykończenia oraz wyposażenia wnętrz.

2. Odory – specyficzny rodzaj lotnych związków organicznych. Są to substancje o „brzydkich" zapachach wyczuwalne nawet w niewielkich stężeniach. Pochodzą z naturalnych procesów rozkładu, jak również tych związanych z działalnością człowieka (oczyszczalnie ścieków, hodowla zwierząt, składowiska odpadów, ale także z niektórych gałęzi przemysłu). Wiele z nich może powodować podrażnienie błon śluzowych nosa, gardła i oczu.

Stosowanie w oczyszczaczach filtrów HEPA i filtrów węglowych stanowi bardzo dobre rozwiązanie, ponieważ każdy z nich działa na inny rodzaj zanieczyszczeń, dając razem kombinację, która skutecznie radzi sobie z największymi problemami powietrza w „zasmogowanych" miastach.

Oczyszczacz powietrza z funkcją nawilżania Sharp KC-D40EUW

Filtr węglowy i węgiel aktywny co to jest?

Filtr węglowy służący do oczyszczania powietrza to odpowiednio przygotowany węgiel aktywny zamknięty w specyficznej obudowie. Aby węgiel aktywny mógł być wykorzystany do oczyszczania powietrza, musi cechować się odpowiednią granulacją.

Ze względu na konieczność zachowania jak najmniejszych oporów przepływu powietrza uwagę skupia się zarówno na wielkości, jak i kształcie granulek. Optymalny jest węgiel uformowany na kształt niewielkiego walca, którego średnica jest mniejsza od jego długości.

Obudowa, w której zamyka się węgiel aktywny, zbudowana jest w taki sposób, aby zapewnić jak najlepsze rozłożenie granulek na całej powierzchni filtra. Tym samym przepływające powietrze może mieć z nimi swobodny kontakt w jak największej objętości.

W oczyszczaczach powietrza stosuje się również konstrukcje zintegrowane, w których filtry HEPA wypełnione są węglem aktywnym i stanowią jedną całość. Ich zadaniem jest usunięcie zanieczyszczeń stałych i gazowych jednocześnie.

Węgiel aktywny to substancja, która zbudowana jest głównie z węgla-pierwiastka. Jego wysoka skuteczność usuwania zanieczyszczeń związana jest z wysoce porowatą budową. Dzięki niej węgiel aktywowany ma bardzo dużą powierzchnie, na której może dochodzić do zatrzymania zanieczyszczeń. 1g węgla aktywnego może posiadać powierzchnię rozwiniętą wielkości połowy boiska do piłki nożnej (ok 3000 m²).

Węgiel aktywny powstaje w wyniku poddania działaniu wysokiej temperatury, bez dostępu tlenu, substancji organicznych o bardzo dużej zawartości węgla, takich jak: węgiel brunatny, drewno, łupiny kokosa, pestki, torf czy ropa naftowa. W procesie tym wytwarzany jest węgiel o dużej zawartość porów, który następnie „aktywuje” się w celu zmodyfikowania ich powierzchni, pogłębiania oraz dalszego zwiększenia ich ilości.

Aktywacja polega na działaniu na węgiel zwiększonego ciśnienia oraz gazu: czystego tlenu, pary wodnej lub dwutlenku węgla. Tak przygotowany węgiel aktywny jest gotowy do usuwania zanieczyszczeń organicznych.

W celu zwiększenia jego czułości na wybrane substancje lub umożliwienia pochłaniania także substancji nieorganicznych i metali ciężkich węgiel aktywny można poddać modyfikacji. Polega ona na impregnowaniu (pokrywaniu) powierzchni węgla odpowiednimi związkami chemicznymi, które umożliwiają zajście reakcji z konkretną, przeznaczoną do usunięcia z powietrza substancją.

Konstrukcja filtrów węglowych stosowanych w oczyszczaczach powietrza

Konstrukcje filtrów węglowych w oczyszczaczach powietrza są z reguły podobne. Obudowa, w której zamyka się węgiel aktywny może różnić się kształtem, wielkością oraz grubością a co za tym idzie, różna może być całkowita ilość węgla aktywnego w filtrze.

W przypadku filtrów węglowych nie istnieje klasyfikacja świadcząca o tym, jakie rozwiązanie jest najlepsze. Zasada wydaje się prosta: im więcej węgla aktywnego w filtrze, tym lepiej, ponieważ będzie on działał dłużej i zdoła zaadsorbować na swojej powierzchni więcej zanieczyszczeń.

Filtracja powietrza w oczyszczaczu Klarta Fortse 3

Dodatkowo im większa jest grubość złoża, tym lepiej, ponieważ wtedy wzrasta czas kontaktu powietrza z węglem, co daje możliwość zwiększenia udziału adsorpcji chemicznej oraz przyczynia się do wzrostu CADR dla zanieczyszczeń gazowych.

Warto tutaj zwrócić uwagę na oczyszczacze powietrza marki LIFAair. Firma ta wykazała szczególne zainteresowanie problemem zanieczyszczeń gazowych, proponując w swej ofercie oczyszczacze o wyjątkowo dużej ilości węgla aktywnego.

Oczyszczacz powietrza LIFAair LA503

Pod względem usuwania zanieczyszczeń gazowych słabiej natomiast radzą sobie modele urządzeń z filtrami zintegrowanymi. Filtry takie posiadają przeważnie mniejszą ilość węgla aktywnego, co za tym idzie nie są w stanie pochłaniać tak dużej ilości zanieczyszczeń gazowych, jak urządzenia wyposażone w oddzielny filtr węglowy. Konstrukcja filtra zintegrowanego realizowana jest w postaci filtra HEPA, który dodatkowo nasączony jest pewną ilością węgla aktywnego.

Niektórzy producenci oczyszczaczy poszli o krok dalej i poszerzyli możliwości filtracji zanieczyszczeń gazowych także o związki nieorganiczne i metale ciężkie.

W celu ich usunięcia stosowane są węgle impregnowane lub dodatkowe stopnie filtracji z wypełnieniem substancjami takimi jak zeolity (oczyszczacze LIFAair) dobrze radzące sobie z metalami ciężkimi lub żele krzemionkowe usuwające z powietrza związki siarki oraz azotu.

Oczyszczacz powietrza z funkcją nawilżania Sharp KC-D60EUW

Jak działa filtr węglowy?

Mechanizm działania filtrów węglowych, a w zasadzie węgla aktywnego polega na zjawisku adsorpcji. Adsorpcja jest to proces wiązania cząsteczek na powierzchni substancji, zwanych adsorbentami. Adsorpcji nie powinno mylić się z absorpcją, w której zatrzymanie zanieczyszczeń odbywa się w całej objętości substancji absorbującej.

W przypadku adsorpcji wyróżniamy jej dwa rodzaje: adsorpcja fizyczna oraz chemiczna (chemisorpcja). Adsorpcja fizyczna to główny mechanizm działający w filtrach węglowych. Jest ona procesem zachodzącym stosunkowo szybko, czasami nietrwałym – odwracalnym w odpowiednich warunkach. Związana jest z występowaniem oddziaływań międzycząsteczkowych, a konkretnie słabych oddziaływań van der Waalsa. Mają one charakter elektrostatyczny i występują w przypadku cząsteczek, które nie są trwale spolaryzowane (nie mają trwałych „biegunów" na przeciwległych końcach). Oddziaływania van der Waalsa związane są z nieustannym przemieszczaniem się ładunków w cząsteczkach w wyniku przesuwania się elektronów na ostatnich powłokach atomowych.

Adsorpcja chemiczna jest zjawiskiem związanym z zajściem reakcji chemicznej i wytworzeniem trwałych wiązań chemicznych. Jest to proces zachodzący wolniej od adsorpcji fizycznej i trudniej jest go odwrócić. Ważne jest to, że chemisorpcja może zajść jedynie w pojedynczej warstwie – adsorbowane zanieczyszczenia mogą przereagować jedynie bezpośrednio na powierzchni materiału adsorbującego. W przeciwieństwie do tego w przypadku adsorpcji fizycznej możliwe jest adsorbowanie zanieczyszczeń na warstwie tych już wcześniej zaadsorbowanych. Główną zaletą adsorpcji chemicznej jest to, że pozwala ona na wiązanie substancji o bardziej skomplikowanej budowie chemicznej – większych cząsteczkach, o dłuższych łańcuchach.

Zarówno adsorpcja fizyczna, jak i chemiczna łatwo zachodzi pomiędzy cząsteczkami zawierającymi w swej strukturze węgiel. Dlatego też węgiel aktywny jest tak skuteczny w przypadku zanieczyszczeń organicznych (zawierających w swej strukturze atomy węgla). Właściwość ta, plus ogromna powierzchnia rozwinięta węgla aktywnego sprawiają, że jest on tak dobrym medium filtracyjnym zanieczyszczeń gazowych w powietrzu.

Filtry węglowe w praktyce

Producenci oczyszczaczy powietrza deklarują różną żywotność filtrów węglowych. Zależy ona przede wszystkim od ilości zastosowanego węgla aktywnego, ale także od warunków, w jakich oczyszczacz był testowany i będzie użytkowany.

Jeśli oczyszczacz powietrza będzie używany w pomieszczeniu przeznaczonym dla palaczy lub jeśli mieszkamy blisko zakładów, których praca wiąże się z intensywnym wydzielaniem zapachów, z którymi oczyszczacz i filtr węglowy będą musiały radzić sobie przez cały rok, żywotność filtra zapewne będzie krótsza.

Niektórzy producenci w celu wydłużenia żywotności filtrów węglowych stosują filtry zmywalne. Główną wadą takiego rozwiązania jest to, że filtr taki należy bardzo dokładnie wysuszyć przed zainstalowaniem go z powrotem w urządzeniu.

W przeciwnym wypadku może dojść do uszkodzenia nie tylko samego filtra, ale i całego oczyszczacza. Zawsze zatem należy przeczytać instrukcję obchodzenia się z filtrem węglowym w oczyszczaczu i stosować się do zaleceń producenta.

Filtr węglowy należy myć tylko wtedy kiedy producent wyraźnie to zaleca i w sposób, jaki jest rekomendowany. Wiele modeli filtrów węglowych po umyciu lub niewłaściwej konserwacji może stracić swoje właściwości adsorpcyjne.

Oczyszczacze powietrza z filtrem węglowym do 30 m²

LIFAair LA350+

» Zobacz w sklepie: LIFAair LA350+

LIFAair LA350+ to inteligentny oczyszczacz powietrza, wyposażony w filtry wyróżniające się wysoką pojemnością. Urządzenie doskonale chroni przed różnymi typami zanieczyszczeń.

1 kg węgla aktywnego
2499 zł
skuteczny w pomieszczeniach o powierzchni do 39 m²
świetny tryb automatyczny z czujnikami PM2,5, PM10 i CO2
sterowanie smartfonem
bardzo cicha praca

LIFaair LA350+ to jeden z najnowszych oczyszczaczy powietrza znanego fińskiego producenta. Urządzenie współpracuje ze stacją pomiarową LAM01a, wyposażoną w kolorowy wyświetlacz. Filtr węglowy zawiera aż 1 kg węgla aktywnego, natomiast powierzchnia filtra HEPA wynosi 2,3 m². Dzięki temu oczyszczacz LIFaair LA350+ efektywnie usuwa zanieczyszczenia przez długi czas, bez potrzeby wymiany filtrów.

Urządzenie świetnie sprawdzi się w sypialniach oraz pokojach dziecięcych, gdzie niewątpliwą zaletą będzie cicha praca (tylko 18 dB w najniższej prędkości). LIFAair L350+ umożliwia kontrolę stężenia pyłów zawieszonych PM2,5 i PM10 oraz CO2, a także pozwala monitorować temperaturę i wilgotność powietrza.

Klarta Forste 4

» Zobacz w sklepie: Klarta Forste 4

Klarta Forste 4 to oczyszczacz powietrza z filtrem węglowym i filtrem HEPA, wyróżniający się między innymi niską ceną. W tym przypadku idzie ona w parze z wysoką jakością, ponieważ urządzenie świetnie chroni przed smogiem i innymi zanieczyszczeniami obecnymi w powietrzu.

749 zł
skuteczny w pomieszczeniach do 40 m²
trzy tryby automatyczne z czujnikiem PM2,5
niskie koszty eksploatacji
cicha praca
sterowanie smartfonem
5 wersji kolorystycznych

Oczyszczacz powietrza Klarta Forste 4 poza filtrem węglowym i filtrem HEPA wykorzystuje jonizator plazmowy który ułatwia usuwanie bakterii, wirusów i alergenów. Urządzenie zostało wyposażone w czujnik i numeryczny wskaźnik pyłu zawieszonego PM2,5. Trzy tryby auto i rygorystyczne podejście do smogu, że oczyszczacz Klarta Forste 3 potrafi skutecznie chronić zdrowie bez potrzeby kontroli ze strony użytkownika.

Pięć wersji kolorystycznych (srebrna, złota, czarna, biała i różowa) umożliwia wybór urządzenia dobrze dopasowanego do wnętrza. Niska cena filtrów w połączeniu z długą żywotnością oraz energooszczędność zapewniają natomiast przystępne koszty eksploatacji. Dodatkowa zaleta to możliwość sterowania przez aplikację mobilną, która daje dostęp m.in. do tworzenia harmonogramu pracy.

Sharp KC-G40EUW / EUH

» Zobacz w sklepie: Sharp KC-G40EUW

Sharp KC-G40 to urządzenie łączące funkcje oczyszczacza i nawilżacza powietrza. Zastosowany tutaj filtr węglowy zawiera dodatek żelu krzemionkowego, dzięki któremu jeszcze lepiej radzi sobie z usuwaniem tlenków azotu i siarki. Urządzenie dostępne jest w dwóch kolorach: Sharp KC-G40EUW (kolor biały), Sharp KC-G40EUH (kolor czarny).

2499 zł,
skuteczny w pomieszczeniach o powierzchni do 28 m² ,

wydajny nawilżacz ewaporacyjny,

cicha praca,

Oczyszczacze powietrza Sharp to najczęściej oczyszczacze z funkcją nawilżania. Model Sharp KC-G40EUW podobnie jak inne propozycje tej marki świetnie sprawdza się w obu rolach. W procesie oczyszczania poza filtrami węglowym i HEPA ważną rolę odgrywa jonizator Plasmacluster, który emituje jony dodatnie i ujemne, naśladując zjawiska zachodzące w naturze. Zastosowana tutaj technologia ewaporacji to naturalny i bezpieczny sposób nawilżania powietrza.

Zalety oczyszczacza Sharp KC-G40EUW stanowią również czujniki jakości powietrza. Urządzenie samodzielnie dostosowuje tempo oczyszczania do aktualnego stanu powietrza, a także dopasowuje wilgotność do jego temperatury. W oczyszczaczu nie zabrakło ciekawych funkcji dodatkowych, np. Ion Spot Mode, służącej do odświeżania tkanin intesnwym strumieniem jonów.

Oczyszczacze powietrza z filtrem węglowym do 60 m²

LIFAair LA500+

» Zobacz w sklepie: LIFAair LA500+

LIFAair LA500+ to propozycja jednego z renomowanych producentów urządzeń przeznaczonych do poprawy jakości powietrza. Wysoka wydajność pozwala na efektywną pracą w dużych pomieszczeniach, a znakomita pojemność filtrów umożliwia długie użytkowanie bez potrzeby ich wymiany.

3,5 kg węgla aktywnego
3499 zł
skuteczny w pomieszczeniach o powierzchni do 54 m²
rewelacyjny tryb automatyczny z czujnikami PM2,5, PM10 i CO2
sterowanie smartfonem
bardzo cicha praca

LIFaair LA500+ to oczyszczacz wyposażony w filtr zawierający aż 3,5 kg węgla aktywnego oraz filtr HEPA o powierzchni 4,6 m². Takie filtry mogą przez długi czas efektywnie oczyszczać powietrze z różnych rodzajów zanieczyszczeń. Dodatkowo urządzenie wyróżnia się wysoką wydajnością (450 m³/h), która pozwala z powodzeniem wykorzystywać je w dużych pomieszczeniach.

W skład LIFAair LA500+ wchodzą oczyszczacz powietrza oraz współpracująca z nim stacja pomiarowo-kontrolna LAM01a. Zestaw ten wyposażony jest w czujniki PM,5 i PM10, CO2, temperatury i wilgotności. Na uwagę zasługują tu również rygorystyczny tryb automatyczny, 20 prędkości filtracji oraz możliwość sterowania smartfonem.

Klarta Stor

» Zobacz w sklepie: Klarta Stor

Klarta Stor to oczyszczacz powietrza, który bardzo dobrze sprawdzi się w dużych pomieszczeniach. Atrakcyjna cena idzie tu w parze z niskimi kosztami eksploatacji.

bardzo dobry stosunek ceny do wydajności
1089 zł
skuteczny w pomieszczeniach o powierzchni do 80 m²
tryb automatyczny z czujnikiem PM2,5
jonizator
4 wersje kolorystyczne

Oczyszczacz powietrza Klarta Stor to oczyszczacz powietrza wyposażony w technologie pozwalające z wysoką skutecznością usuwać różne rodzaje zanieczyszczeń. Znalazł się w nim czujnik pyłu zawieszonego PM2,5, tak więc podczas pracy w trybie automatycznym urządzenie dopasowuje prędkość filtracji do stężenia głównego składnika smogu.

Klarta Stor świetnie sprawdzi się w salonach oraz innych pomieszczeniach, wymagających zastosowania oczyszczacza o bardzo dobrej wydajności. Dostępność kilku kolorów (czarnego, złotego, białego i srebrnego) pozwala na wybór urządzenia dobrze pasującego do aranżacji.

Sharp FP-J80EUW

» Zobacz w sklepie: Sharp FP-J80EUWr

Sharp FP-J80EUW to jedno z najwydajniejszych urządzeń znanej japońskiej marki Sharp. Pracę pojemnych filtrów wspiera tutaj jonizator Plasmacluster, który emituje jony dodatnie i ujemne podobne do tych obecnych w naturze.

jonizator Plasmacluster
3499 zł
skuteczny w pomieszczeniach o powierzchni do 62 m²
dużo funkcji dodatkowych
cicha praca

Oczyszczacz powietrza Sharp FP-J80EUW został wyposażony w jonizator jeszcze mocniejszy od tego, który znajdował się w starszych modelach marki Sharp. Urządzenie dokładnie oczyszcza powietrze i potrafi samodzielnie sterować prędkością filtracji. Wysoka wydajność idzie tu w parze z cichą pracą, ponieważ w trybie sleep głośność wynosi jedynie 15 dB.

W oczyszczaczu Sharp FP-J80EUW dostępnych jest wiele ciekawych funkcji dodatkowych, np. dedykowana alergikom funkcja Pollen albo tryb Ion Spot Mode, umożliwiający odświeżenie tkanin przy pomocy intensywnego strumienia jonów.