Màng lọc HEPA là gì ?

Thuật ngữ HEPA là từ viết tắt của “High Efficiency Particulate Air”, màng lọc là công cụ phổ biến nhất trong quá trình lọc không khí để loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ, độc hại trong không khí. Cấu tạo của một màng lọc HEPA bao gồm các sợi thủy tinh nhỏ, đường kính 0,5 đến 2,0 micromet được bố trí một cách ngẫu nhiên.

Bộ lọc HEPA ra đời lần đầu tiên vào năm 1940 do bộ năng lượng Hoa Kỳ chế tạo, nhưng đến năm 1950 chúng mới bắt đầu được sử dụng phổ biến cho mục đích thương mại. Cho tới ngày nay, HEPA đã có nhiều cải tiến so với bộ lọc ban đầu, nhưng thiết kế và chức năng cơ bản của chúng vẫn giữ nguyên trong hơn nữa thế kỷ.

Máy lọc không khí HEPA hoạt động như thế nào

Trong máy lọc không khí, cơ chế hoạt động của màng lọc HEPA khác hoàn toàn so với các loại bộ lọc khác. Các bộ lọc thông thường không phải HEPA thường có các lỗ thoát khí cực nhỏ, ngăn chặn các hạt lớn khiến chúng bị mắc kẹt, giữ lại không cho thoát ra môi trường. Tuy nhiên, các bộ lọc HEPA hoạt động theo nguyên tắc khác bởi trên thực tế, khoảng cách giữa các sợi HEPA thường lớn hơn so với kích thước các hạt mà bộ lọc có thể giữ lại. Thay vào đó, bộ lọc không khí HEPA hoạt động được thông qua ba cơ chế khác nhau, bao gồm :

Đánh chặn : Cơ chế này thường ảnh hưởng trực tiếp tới các loại hạt có kích thước trên 0.4 micron (0.0004mm). Các sợi thủy tinh có tác dụng bẫy giữ các hạt lại khi nó đến gần.

Lực ép : Cơ chế này tập trung thu thập các hạt có kích thước trên 0.4 micron. Trong giai đoạn này, các hạt buộc phải tiếp xúc với sợi thủy tinh thông qua quỹ đạo luồng không khí mà nó đang di chuyển. Điều này có thể hiểu là cơ chế Lực Ép khiến va chạm giữ các hạt & sợi thủy tinh xảy ra khiến hạt bị giữ lại trong màng lọc.

Khuếch tán : Cơ chế khuếch tán có khả năng thu thập các hạt có kích thước dưới 0.1 microns. Sự sắp xếp ngẫu nhiên của các sợi & hiện tượng va chạm giữa các phân tử khí khác làm cho khả năng va chạm giữ sợi thủy tinh và hạt có trong không khí tăng. Về cơ bản đây là phương án cuối cùng để giữ các hạt ở lại trong bộ lọc cho đến khi một đến 2 phương pháp khác thành công trong việc giữ nó.

Hình ảnh hiển thị các phần thiết yếu của bộ lọc HEPA

• Đường màu nâu – Mô phỏng các sợi trong môi trường lọc.
• Đường màu xanh – Mô phỏng đường đi không khí.
• Chấm đen – Mô phỏng cho các hạt
• Đường chấm đỏ – Mô phỏng đường đi các hạt, vi khuẩn, bào tử, ….

Như vậy, theo ba cơ chế trên cho thấy, các hạt có kích khoảng 3 micron ít bị ảnh hưởng bởi bộ lọc HEPA nhất, tuy nhiên các hạt nằm trong kích thước này vẫn bị bộ lọc bắt giữ mặc dù tỉ lệ thấp hơn. Đây cũng là chỉ số để đo lường chất lượng của màng lọc HEPA khi bán ra thị trường. Điều này có nghĩa, để kiểm tra chất lượng màng lọc HEPA, kỹ sư có trách nhiệm kiểm tra sẽ thổi luồng không khí có kèm số lượng lớn hạt có đường kính 3 micron (0.003mm) đi qua màng lọc, sau đó đánh giá mức độ hạt trong luồng không khí trước và sau khi lọc.

Hiệu quả của bộ lọc HEPA trong máy lọc không khí

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, bộ lọc HEPA là một trong bộ lọc hiệu quả nhất thường được thấy trong máy lọc không khí cơ học. Theo EPA, bộ lọc HEPA tốt nhất (MERV từ 17 đến 19) có khả năng loại bỏ tới 99,97% đến 99,999% các loại hạt có đường kính 0,3 micron. (* MERV – Minimum Efficiency Reporting Value là giá trị đánh giá hiệu quả của máy lọc không khí có giá trị từ 1 đến 20). Chỉ số MERV của máy lọc không khí trên thị trường từ 1 – 16, đôi khi có máy lọc đạt chỉ số 17 đến 20 khi sử dụng các bộ lọc HEPA đạt chuẩn.

Điều đáng tiếc là để có chỉ số MERV cao, đồng nghĩa với chi trả cho một chiếc máy lọc không khí tăng lên gấp nhiều lần, vượt qua ngưỡng chi trả thông thường người tiêu dùng. Vì thế, hầu hết các máy lọc không khí trên thị trường hiện nay đều nằm trong phạm vi chỉ số MERV tốt nhất từ 7 đến 13, đem lại hiệu quả gần tương đương với chỉ số HEPA cao nhất.

Hạn chế của bộ lọc HEPA

Bộ lọc HEPA chỉ nhắm vào các hạt có trong không khí chứ không phải là khí. Chính vì vậy, đối với máy lọc không khí hiện nay, chúng thường được tích hợp nhiều hơn một bộ lọc. Trên thực tế, các bộ lọc trên thị trường hiện nay bao gồm khoảng nhiều lớp, màng lọc Pre-Filter, màng lọc than hoạt tính & lưới than hoạt tính, màng lọc chất xúc tác để tăng hiệu quả xử lý thực tế.

Để màng lọc HEPA hiệu quả trong quá trình lọc không khí, chúng nên được thay thường xuyên ít nhất một hoặc hai lần trong một năm, điều đó gây trở ngại cho người dùng, thậm chí tăng thêm chi phí thực tế khi sử dụng. Tất nhiên, một số khách hàng có thể chấp nhận mức chi phí phát sinh để có không khí sạch hơn trong không gian nhà, phòng hoặc văn phòng.

Kết luận về bộ màng lọc không khí HEPA

Màng lọc HEPA có hiệu quả nhất khi so sánh với các loại màng lọc khác có trên thế giới về mặt loại bỏ hạt có trong không khí. Tuy nhiên, bạn nên nhớ rằng, HEPA chỉ có tác dụng lọc hạt, không phải khí. Chỉ số MERV càng cao đồng nghĩa với giá bán một màng lọc sẽ cao hơn & lưu lượng khí đi qua màng lọc chậm hơn.