Пылесосы с водяным фильтром–shop.mie-eu.com
Статьи и обзоры
Пылесосы с водяным фильтром
Неслучайно влажная уборка всегда считалась лучшей альтернативой подметанию и пылесосу. Эффективность влажной очистки наглядно демонстрируется на макроуровне. Пылесосы с водяным фильтром работают на явлении водной адгезии. И здесь есть несколько интересных моментов.
Пылесос классической, "сухой" конструкции задерживает в себе грубодисперсную среду, то есть крупные частицы, диаметр которых измеряется сотнями микрометров. А более мелкие пылевые частицы проходят через такой пылесос транзитом, вылетая из клапана отдушины в виде мелкодисперсных пылевых частиц размером 20, 15, 10 микрометров и меньше. Получается, что такие пылесосы очищают поверхности от крупной пыли, но засоряют окружающий воздух мелкой пылью. Для людей со здоровой дыхательной системы это не особо ощутимо, а вот астматик может сразу почувствовать равно как и аллергик, если пыль содержит в себе аллерген.
Неслучайно влажная уборка всегда считалась лучшей альтернативой подметанию и пылесосу. Эффективность влажной очистки наглядно демонстрируется на макроуровне. Абсолютно все этапы очистки базируются на одном сложном, до конца неизученном явлении:
- адгезия - физический процесс, когда поверхности разных тел слипаются друг с другом, причём фазы могут быть как «твердая/твердая», так и «твердая/жидкая», окончательной теории, до конца объясняющей адгезию, до сих пор нет, есть только несколько основных (адсорбционная, электрическая, механическая, электронная, диффузная, химическая), предполагается, что на практике присутствует реализация всех теорий, просто с превалированием той или иной в зависимости от конкретного процесса.
- Очевидно, что пылесосы с водяным фильтром работают на явлении водной адгезии. И здесь есть несколько интересных моментов:
- простой пропуск пыли через водную подушку током воздуха особых результатов не даст - в воде останутся только крупные частицы, хорошо видные невооружённым глазом, тогда как все остальные в результате флуктуационного возмущения сред окажутся в воздушных пузырьках-капсулах и беспрепятственно выйдут наружу;
- частицы менее 10 микрометров в диаметре в силу своей малости проявляют более слабые адгезионные сцепления с капельками воды, чем межмолекулярное взаимодействие молекул воды в этих каплях, а значит смачивания (адгезии воды с инородной средой) не происходит;
- наконец, пыль может состоять из частиц, проявляющих выраженные гидрофобные свойства, например, если эти частицы содержат липиды (жиры).
Для того чтобы аквафильтр действительно задерживал пылевые частицы любой химической природы и любых габаритов, было разработано три технологических решения:
- турбулентный аквафильтр;
- активный сепаратор;
- НЕРА-фильтр.
Турбулентный аквафильтр
Суть данной технологии заключается в том, что в зоне нахождения водной фазы путём искривления перегородок движение воздушного потока нарушается и создается некое подобие урагана. В метеорологии есть даже конкретный аналог данного явления: высотные панельные здания способны превратить обычный порывистый ветер в настоящий шторм, так как ток воздуха будет ударяться о них. Такая турбулентность создает хаотичную пелену водной пыли, а завихрения приводят к тому, что мельчайшие капельки воды (по размеру соотносимые с мелкой пылью в 8-10 микрометров) начинают буквально бомбардировать пылевые частицы. Всё это улучшает процесс смачивания. А как только капля воды прицепляется к пылевой частице, это мгновенно увеличивает её массу, и частица увлекается вниз в общий "океан".
Активный сепаратор
Если предыдущий вариант можно сравнить с моделированием хаотичного ураганного ветра, то здесь речь идет уже о моделировании торнадо. Мощная лопастная турбина, скорость вращения которой варьируется в зависимости от модели от 20 до 40 тыс. оборотов в минуту, формирует в пылесосе водяной мини-смерч. В таких условиях, как заявляют производители, 99,999% любой пыли смачивается. Основная проблема этих пылесосов заключается в их стоимости. Даже пылесос с водяным фильтром, где создаётся турбулентность, значительно дороже "сухих" аналогов. Здесь же необходимо создать турбинный механизм из сверхпрочных материалов и снабдить его мощными аккумуляторами, достаточными для превращения водной зоны в водяной смерч. Именно поэтому в потребительском секторе по покупкам превалируют пылесосы с турбулентным аквафильтром. А чтобы повысить эффективность данной технологии, в такие пылесосы ввели третий элемент: НЕРА-фильтр.
НЕРА-фильтр
Геометрически подобный фильтр представляет собой наслоенные друг на друга ряды хаотично расположенных волокон. Волокна состоят из полимерных материалов с различными включениями. Диаметр таких волокон варьируется от 0,5 до 5 микрометров, а зазоры между ними - от 5 до 50 микрометров. Это при том, что НЕРА-фильтр призван задерживать пылевые частицы размером от 0,01 до 10 микрометров. Вдобавок многие из них будут ещё проявлять гидрофобные свойства. Как такое возможно? Функционирование НЕРА-фильтра основано 4 физических принципах:
Принцип сита. Здесь всё просто. По каким-то причинам не смоченные крупные пылевые частицы (больше 10 микрометров) застревают между волокнами из-за своих размеров. Говоря проще - не пролезают в проём. Но вообще, НЕРА-фильтр нужно от подобных частиц беречь, поскольку главное его назначение - не пропускать мелкодисперсную среду (менее 10 микрометров). А крупные частицы просто забьют все поры, и фильтр станет не пригоден к дальнейшей эксплуатации. Во избежание этого перед НЕРА-фильтром ставят 1-2-3 более простых фильтра грубой очистки класса G.
Принцип диффузии. Самые крошечные частицы (менее 0,1 мкм) в потоке воздуха активно проявляют броуновское движение - непредсказуемые хаотичные отклонения в сторону. Такие частицы, проходя между волокнами и отклоняясь, неизбежно прикасаются к их поверхности. А как только подобное происходит, возникает адгезия. Что интересно, чем мельче частица, тем прочнее адгезионное взаимодействие. Даже частицы менее 10 микрометров, оседая на волокна, потребуют для своего снятия минимум 600 Паскаль. Именно поэтому НЕРА-фильтр бесполезно пылесосить, продувать и мыть. Это система очистки задерживает пыль, которую невозможно удалить обычными бытовыми способами. Поэтому НЕРА-фильтр после длительной эксплуатации подлежит только замене.
Принцип инерции. Актуально для достаточно крупных частиц (около 1 микрометра и больше). Токи воздуха огибают волокна, а крупные пылевые частицы в этих потоках на поворотах по инерции могут вылетать из них и врезаться в волокна. После чего происходит адгезия.
Принцип зацепления. Играет большую роль в задержке частиц с максимальной проникающей способностью (Most Penetrating Particle Size (MPPS)). Это такие частицы, которые уже слишком большие для броуновского движения, но еще слишком малы, чтобы вылетать на поворотах из потоков воздуха по инерции. Смысл зацепления в том, что частице достаточно приблизиться к волокну на расстояние, равное своему радиусу. После чего произойдет притяжение. Возможно, здесь имеют место моменты из электрической теории адгезии.
Пылесосы, оснащённые НЕРА-фильтром, демонстрируют парадоксальные результаты в своей функциональности. Чем дольше они эксплуатируются, тем лучше происходит очистка. Это связано с тем, что мелкая пыль, оседая на волокнах, увеличивает их диаметр. Тем самым зазоры между волокнами уменьшаются. И мелкодисперсные частицы задерживаются эффективнее.