nâng cao tiêu chuẩn lọc không khí
Tin tức

Cần thiết lập các tiêu chuẩn cao hơn về lọc không khí

Đạt được các tiêu chuẩn trong ngành lọc không khí là một thách thức vì bản thân không khí rất phức tạp. Việc xác định các đặc tính hiệu suất cho máy lọc không khí bắt đầu bằng việc xác định những gì có trong không khí và đo lường tác động của chúng, trước khi có thể phát triển các phương pháp để kiểm tra chính sản phẩm lọc không khí có thể có.

Ở Mỹ, công việc thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật cho máy lọc không khí chịu sự chi phối của Hiệp hội Kỹ sư Sưởi ấm, Làm lạnh và Điều hòa Không khí Hoa Kỳ (ASHRAE) và Hiệp hội Các nhà Sản xuất Thiết bị Gia dụng (AHAM), cả hai đều dựa trên nghiên cứu tư nhân và học thuật từ nhiều nguồn. Các tiêu chuẩn do các tổ chức này phát triển có hiệu quả đối với những gì họ đo lường, nhưng chủ yếu tập trung vào thu giữ hạt.

Sau đây là bản tóm tắt nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của Molekule và những tiêu chuẩn nào trong tương lai có thể áp dụng để phản ánh đầy đủ hơn sự phức tạp của không khí trong nhà và công nghệ cần thiết để làm sạch nó.

Chụp hạt: tiêu chuẩn duy nhất (nhưng không hoàn hảo)

Hiện tại, có bốn tiêu chuẩn được sử dụng để đánh giá hiệu suất của máy lọc không khí: ASHRAE 52.2, AHAM AC-1, AC-2 và AC-3. Họ đo ba nguồn hạt khác nhau ở các phạm vi kích thước khác nhau – phấn hoa cho các hạt lớn (3 đến 10 micron), bụi cho các hạt tầm trung (1 đến 3 micron) và khói cho các hạt nhỏ nhất (0,3 đến 1,0 micron).

ASHRAE 52.2 đo lường hiệu quả của việc thu giữ các hạt bằng các phương tiện lọc riêng lẻ. Kết quả từ các thử nghiệm được quy định bởi tiêu chuẩn này có thể được sử dụng cho cả bộ lọc HVAC và bộ lọc di động, và được sử dụng để xác định xếp hạng MERV (Giá trị báo cáo hiệu quả tối thiểu) của bộ lọc hoặc xác định rằng nó đáp ứng các yêu cầu để trở thành True-HEPA. Tiêu chuẩn bao gồm các chi tiết như thiết kế ống dẫn, nguồn hạt, điều kiện môi trường và các yếu tố khác cần được giữ ổn định để so sánh chính xác.

Khi được đo bằng các phương pháp được chỉ định trong tiêu chuẩn ASHRAE 52.2, các kỹ thuật viên tại phòng thí nghiệm được chứng nhận sẽ tạo một báo cáo với dữ liệu về hiệu quả của bộ lọc trong việc loại bỏ khói, bụi và phấn hoa khỏi luồng không khí trên một lần truyền tới 72 điểm dữ liệu khác nhau. Cách thức mà mỗi bộ lọc tiếp xúc với chất ô nhiễm được quy định cẩn thận trong tiêu chuẩn để các kết quả thử nghiệm có thể so sánh được bất kể cơ sở thử nghiệm nào.

Tuy nhiên ASHRAE 52.2 có một nhược điểm khi áp dụng cho các hạt đi qua bộ lọc trong hệ thống ống dẫn được thiết kế đặc biệt. Khi được sử dụng trong thế giới thực, bộ lọc đó cần được đóng kín tốt để đạt được hiệu quả tương tự. Nếu bộ lọc HEPA đã được kiểm tra tốt được lắp đặt kém trong một thiết bị hoặc hệ thống HVAC để không khí lưu thông xung quanh bộ lọc, thì hiệu quả sẽ kém hơn so với báo cáo phòng thí nghiệm được chứng nhận.

ASHRAE đôi khi thay đổi các quy tắc, nhưng để đủ điều kiện là HEPA, một bộ lọc phải thu được ít nhất 99,97% các hạt có kích thước 0,3 micron. Kích thước cụ thể này được chọn vì nó là kích thước hạt có nhiều khả năng xuyên qua bộ lọc HEPA nhất do tính chất vật lý của quá trình bắt giữ hạt. Xếp hạng MERV chủ yếu dành cho bộ lọc trong hệ thống HVAC, trong khi HEPA thường được tìm thấy trong máy lọc không khí di động. Trong khi cả hai đều dựa trên cùng một dữ liệu, MERV khác với HEPA ở chỗ nó xem xét một loạt các kích thước hạt và cung cấp một phổ xếp hạng hiệu quả từ 1 đến 16. Về bản chất, mục đích của MERV là chia các bộ lọc thành bốn nhóm mà mỗi nhóm xử lý các kích thước hạt nhỏ hơn dần ngoài các kích thước lớn được xử lý bởi xếp hạng MERV thấp hơn.

MERV 1-4. Được thiết kế để xử lý các hạt tương đối lớn, lớn hơn 10 micron. Điều này bao gồm phấn hoa, sợi, mạt bụi và các hạt gần như có thể nhìn thấy khác. Thường được sử dụng trong các đơn vị AC gắn trên cửa sổ. Khả năng bắt một lần trung bình của bất kỳ hạt nào là 65% (MERV 1) đến 80% (MERV 4).

MERV 5-8 Được thiết kế để xử lý các hạt có kích thước từ 3 đến 10 micron. Điều này sẽ bao gồm các bào tử nấm mốc, lông vật nuôi, mảnh vụn mạt bụi và các chất gây ô nhiễm có kích thước tương tự khác. phù hợp nhất cho các hệ thống HVAC dân dụng, thương mại hoặc công nghiệp. Khả năng bắt một lần trung bình của bất kỳ hạt nào là 80% (MERV 5) đến 90% (MERV 8).

MERV 9-12 Được thiết kế để xử lý các hạt có kích thước từ 1 đến 3 micron. Điều này sẽ loại bỏ bụi chì, các hạt phát xạ tự động và hạt nhỏ khác. Thường được tìm thấy trong các phòng thí nghiệm của bệnh viện hoặc để lọc cao cấp trong các hệ thống HVAC dân dụng, thương mại hoặc công nghiệp. Khả năng bắt một lần trung bình của bất kỳ hạt nào là 90% (MERV 9) đến 95% (MERV 12).

MERV 13-16 Được thiết kế để xử lý các hạt có kích thước từ 0,3 đến 1 micron. Điều này sẽ bao gồm vi khuẩn, dầu ăn dạng xịt, các giọt nước từ hắt hơi và các chất gây ô nhiễm có kích thước tương tự. Khả năng bắt một lần trung bình của bất kỳ hạt nào là 95% (MERV 13) đến lớn hơn 98% (MERV 16). Bộ lọc MERV 16 phải thu được 95% các hạt có kích thước từ 0,3 đến 1 micron với mỗi lần đi qua bộ lọc.

Các bộ lọc HEPA đã từng được đặt trên thang MERV là 17 hoặc cao hơn, nhưng hiện tại tiêu chuẩn không mô tả xếp hạng trên MERV 16. Ngoài sự khác biệt có thể phát sinh từ việc lắp đặt bộ lọc “trong thế giới thực”, một nhược điểm lớn khác của tiêu chuẩn này nằm trong thực tế là kích thước được sử dụng để xác định các hạt. Trong thực tế, nhiều chất khác nhau có thể có cùng kích thước nhưng tác động không giống nhau. Virus có thể có cùng kích thước như hạt bồ hóng nhưng nguy cơ của chúng rất khác nhau vì virus trước có thể gây nhiễm trùng kéo dài chỉ sau vài giờ tiếp xúc trong khi virus sau phải hít thở hàng năm trời mới ảnh hưởng đến sức khỏe. Tương tự, chất gây dị ứng từ phấn hoa có thể nhỏ tới 0,03 micron, nhỏ hơn cả kích thước hạt khói.

Tuy nhiên, một nhược điểm lớn khác là thiếu cân nhắc đối với các chất ô nhiễm dạng khí. VOC như formaldehyde có thể xuyên qua các bộ lọc hiệu quả hơn nhiều so với các hạt khói, đây là những chất ô nhiễm khó bắt giữ nhất trong tiêu chuẩn ASHRAE 52.2. Loại bỏ formaldehyde và ozone sẽ thêm một khía cạnh mạnh mẽ để hiểu được hiệu quả của bộ lọc.

Tiêu chuẩn AHAM AC loại bỏ một nhược điểm của tiêu chuẩn ASHRAE bằng cách thử nghiệm cụ thể các bộ lọc không khí, không chỉ bộ lọc của chúng. Các phương pháp này có thể tạo ra Tỷ lệ phân phối không khí sạch (CADR) và đo tiếng ồn do quạt tạo ra trong một thiết bị. Có mức độ chi tiết tương tự trên các nguồn và thiết bị như trong ASHRAE 52.2, và hiệu quả thu giữ hạt cũng là tiêu chí duy nhất để đo lường tác động. Tuy nhiên, trong tiêu chuẩn này, các đơn vị được đặt trong các khoang trong khoảng thời gian dài. Lý thuyết là hiệu suất từ ​​bên trong buồng có thể được tổng quát hóa ra thế giới thực.

Giống như ASHRAE 52.2, tiêu chuẩn này có cùng một nhược điểm là không xem xét các chất ô nhiễm dạng khí và sử dụng kích thước để xác định thành phần hạt. Do đó, các giá trị CADR hiện không thể cho phép đo lường hoàn toàn chính xác về hiệu quả. Hơn nữa, tiêu chuẩn yêu cầu một buồng kín và một lượng chất ô nhiễm được đưa vào, trong khi thế giới thực, nhiều nguồn ô nhiễm là không xác định.

Những phương pháp này hữu ích để hiểu về loại bỏ khói và bụi, nhưng không cung cấp bất kỳ thông tin nào về việc bảo vệ khỏi nhiễm trùng, khí hoặc chất gây dị ứng.

Nhìn ra ngoài biên giới để có các tiêu chuẩn tốt hơn

Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO) bao gồm nhiều ủy ban từ các quốc gia khác nhau họp để thiết lập nhiều tiêu chuẩn khác nhau về bảo vệ và thông báo cho công chúng về các sản phẩm được sản xuất. Một loạt các tiêu chuẩn mà tổ chức đã đặt ra là bộ tiêu chuẩn ISO 16000, với các phương pháp có thể lặp lại liên quan đến cách các buồng phải được thiết kế và trang bị để kiểm tra hiệu quả của máy lọc không khí trong việc loại bỏ các chất độc dạng khí như formaldehyde hoặc vi khuẩn trong không khí. Các tiêu chuẩn ISO này có thể được sử dụng trong tương lai để cung cấp các giá trị CADR cho các chất ô nhiễm không phải dạng hạt, điều này hiện chưa được thực hiện.

Trung Quốc đã dẫn đầu về nghiên cứu chất lượng không khí và phát triển các tiêu chuẩn để xem xét nhiều hơn hiệu quả khói, bụi và phấn hoa. Các tiêu chuẩn Guobiao (GB hoặc GB / T) đã được chính phủ Trung Quốc phát triển để dựa trên các nghiên cứu đã được thiết lập và sự tham gia của quốc gia vào ISO. Tiêu chuẩn GB / T 18801 giới thiệu một thước đo mới, Khối lượng sạch tích tụ (CCM), đo lượng chất ô nhiễm mà bộ lọc có thể loại bỏ trong toàn bộ thời gian tồn tại của nó thay vì chỉ qua một lần đi qua ống dẫn hoặc đường dẫn đơn lẻ trong buồng.

Sử dụng các tiêu chuẩn như GB / T 18801 có thể cho phép phạm vi giá trị CADR tốt hơn thay vì chỉ ba giá trị được liên kết với các hạt có kích thước khác nhau. Ví dụ, trước đại dịch toàn cầu Covid-19, sẽ rất hữu ích nếu biết các giá trị CADR của máy lọc không khí đối với khả năng lây nhiễm vi rút.

Các nhà nghiên cứu của Đại học Minnesota đã sử dụng các phép đo quen thuộc hơn với thế giới vi sinh vật – tức là giảm log, cho thấy phần nhỏ vi khuẩn có thể phát hiện được trong không khí. Vì chỉ cần tiếp xúc với một vài loại vi-rút cũng có thể gây ra nhiễm trùng toàn diện, điều quan trọng là phải xác định mức độ nhanh chóng hoặc dễ dàng loại bỏ chúng khỏi không khí ở mức độ rất tốt – ví dụ, theo thứ tự 0,001%, đó là độ chính xác của nghiên cứu tại Đại học Minnesota.

Trong đại dịch Covid-19, FDA đã khuyến nghị các máy lọc không khí có thể làm giảm vi rút trong một căn phòng có kích thước thích hợp bằng log 4, tức là 99,99%. Loại chỉ định này sẽ có hiệu lực trong tiêu chuẩn quốc gia vì nó sẽ cho phép người tiêu dùng lựa chọn các máy lọc đáp ứng các tiêu chí mà các tổ chức như FDA đề nghị để được bảo vệ.

Molekule cũng đang làm việc với AHAM để phát triển các phương pháp tốt hơn để đo hiệu suất của vi sinh vật trong máy lọc không khí bằng cách phục vụ trong các ủy ban nghiên cứu các tiêu chuẩn mới. Cộng đồng quốc tế là một nguồn tài nguyên phong phú cho loại nghiên cứu này và các nghiên cứu đã đi vào tiêu chuẩn GB / T và ISO đang ảnh hưởng đến các khuyến nghị của ủy ban mà chúng tôi tham gia.

Chúng tôi đang kêu gọi các tổ chức đánh giá các sản phẩm điện tử như máy lọc không khí xem xét các chất ô nhiễm ngoài các hạt. Khói và bụi có thể là một vấn đề, nhưng người tiêu dùng ngày càng lo ngại về các chất hóa học trong môi trường trong nhà, vi rút, dị ứng và các tác nhân gây bệnh hen suyễn. Việc kết hợp các phương pháp bổ sung giúp máy lọc không khí có thể đối phó với những mối đe dọa này tốt như thế nào không chỉ có thể giúp người tiêu dùng đưa ra lựa chọn kinh tế hơn mà còn chọn được các sản phẩm có thể có tác động tích cực nhất đến họ.

(Nguồn: molekule.science)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *