Ilmansuodatuksen periaatteet

Ilmansuodattimia on kahta eri tyyppiä: kiinteiden aineiden ja kaasumaisten hiukkasten suodattimia. Molempien avulla pyritään vähentämään erilaisten hiukkasten pitoisuuksia ilmassa. Kaasumaiset hiukkaset voidaan suodattaa adsorption avulla. Adsorptio saadaan aikaan molekyylien välillä vaikuttavien dispersiovoimien, eli Van der Waalsin voimien, avulla. Nämä voimat muistuttavat hieman planeettojen välisiä painovoimia aurinkokunnassa. Suodattimissa oleva aktiivihiili vähentää ilmassa olevia hiukkasia adsorption avulla. Käyttökohteen tarkemmista ominaisuuksista riippuen voidaan käyttää erilaisia hiilityyppejä.

Hiukkasia voidaan kerätä neljällä tavalla. Suodattimen tehokkuuteen vaikuttavat sekä suodattimen luokka, hiukkasten koko että suodattimen rakenne.

Ilmasuodattimissa voidaan hyödyntää

  • seulontaa
  • hiukkasten hitausmassaa
  • interseptiota
  • diffuusiota.

Seulonta

Seulonta on yleisimmin ilmansuodattimissa käytetty toiminto. Sen toimintaperiaate on yksinkertainen: hiukkanen on suurempi kuin suodattimen kuitujen väli, joten se jää kiinni suodattimeen.

Hiukkasten hitausmassa

Hiukkasten hitausmassaan perustuvaa suodatusta käytetään, kun suodatettavien hiukkasten massa on huomattava. Hiukkaset tulevat suodattimeen suurella nopeudella, jolloin ne massansa vuoksi törmäävät suodattimen kuituihin eivätkä jatka ilmavirran mukana.

Interseptio

Tämä suodatustapa perustuu hiukkasten välisiin vetovoimiin. Suuremmat suodatinkuidut vetävät puoleensa suhteessa pienempiä hiukkasia. Kun hiukkaset on siepattu suodattimeen, ne jäävät kiinni suodattimen kuituihin.

Diffuusio

Etenkin pienimpien hiukkasten kulkureitit ovat usein epäsäännöllisiä. Tätä ilmiötä kutsutaan Brownin liikkeeksi, ja se tarkoittaa, että hiukkasten reitti saattaa poiketa ilmavirran reitistä. Brownin liike kasvattaa hiukkasten todennäköisyyttä törmätä suodattimen kuituihin. Erilaiset suodatusperiaatteet voidaan kuvata kuvaajalla, josta huomataan selvästi, minkä kokoluokan hiukkasiin mikäkin suodatus parhaiten sopii.

Ota yhteytta