Hoe werken luchtreinigers? (Basis uitgelegd: Ventilator + Filters)

Het basisconcept van hoe luchtreinigers werken, is vrij eenvoudig. We beginnen met de noodzaak voor elk huishouden om een hoge binnenluchtkwaliteit te hebben.

Volgens het rapport indoor air quality van de EPA:

“Amerikanen brengen gemiddeld ongeveer 90 procent van hun tijd binnenshuis door, waar de concentraties van sommige verontreinigende stoffen zijn vaak 2 tot 5 keer hoger dan typische buitenconcentraties.”

Luchtreinigers’ innerlijke werking zijn ontworpen om verontreinigende stoffen zoals stof, rook, pollen, schimmelsporen, VOC’s en verschillende andere allergenen die een gezondheidsrisico kunnen vormen, te verminderen of te elimineren.

Om hun werk effectief te doen, moeten luchtreinigers 2 acties uitvoeren:

  1. Luchtstroom creëren via de luchtreiniger (gemeten in CFM). Deze apparaten moeten alle onreine binnenlucht verzamelen om tal van verontreinigende stoffen te kunnen verwijderen.
  2. Gebruiken effectieve filters om de lucht te zuiveren. De filters vormen het hart van elke luchtreiniger; ze vangen de verontreinigende stoffen in de binnenlucht op. De gecreëerde schone lucht wordt door de continue luchtstroom uit de luchtreiniger verdreven.

Kortom, we kunnen samenvatten dat luchtreinigers niets meer zijn dan:

Luchtreiniger = luchtstroom + filters

Het valt niet te ontkennen dat het aantal en de kwaliteit van filters (HEPA, Ionisator, Actieve Kool, UV-Licht) is het belangrijkste onderdeel van hoe een luchtreiniger werkt.

stap voor stap foto van hoe luchtreiniger werkt
De basisluchtreiniger werkt door een luchtstroom door het filtratiesysteem te creëren (met verschillende filters die luchtverontreinigende stoffen verzamelen).

Voordat we echter kijken naar hoe de 5 meest voorkomende luchtfilters werken, laten we ons eerst concentreren op de basis.

Filters kunnen niet goed werken als er geen beweging van lucht door de luchtreiniger is. Hier is hoe een luchtreiniger alle binnenlucht kan verzamelen om te worden gezuiverd:

Luchtstroom creëren door de luchtreiniger (CADR)

Om ervoor te zorgen dat lucht uit elke hoek van een kamer wordt gezogen, wordt een luchtreiniger geleverd met een krachtige ventilator. De snelheid van de ventilator kan worden geregeld; een gemiddelde luchtreiniger heeft 3 of zelfs 4 ventilatorsnelheidsinstellingen.

De ventilator vertegenwoordigt een integraal onderdeel van hoe een luchtreiniger werkt. Simpel gezegd, het werkt door de lucht aan te zuigen, door de filters te laten lopen en schone lucht te verdrijven.

Hoe goed en hoe snel de luchtreiniger de kwaliteit van de binnenlucht verhoogt, hangt af van:

  1. Ventilatorsnelheid en dus luchtstroom. Luchtstroom wordt gemeten in CFM (kubieke voet per minuut); de beste en krachtigste luchtreinigers kunnen de maximale luchtstroom van meer dan 300 CFM bereiken.
  2. Luchtstroomcapaciteit van filters. Filters kunnen maar zoveel luchtstroom aan. Als u bijvoorbeeld 500 CFM-luchtstroom door het HEPA-filter maakt, raakt het filter verzadigd en kan het niet alle verontreinigende stoffen even effectief opvangen.
hoe de luchtstroom de werking van de luchtreiniger beïnvloedt
Sommige luchtreinigers kunnen tot 4 ventilatorsnelheidsinstellingen hebben.

Daarom is er een compromis tussen de maximale luchtstroom en de luchtstroomcapaciteit van filters die luchtreiniger gebruikt. Om te begrijpen hoe luchtreinigers werken, is het ook belangrijk om te erkennen dat 100% van de inputluchtstroom niet 100% gereinigd door de filters. Uiteraard heeft elk filtratiesysteem een maximale opbrengst bij een bepaalde luchtstroom. Sommige speciale filters zoals de nieuwe Molekule filters of Airdog X5 filters hebben een aantal speciale regels.

De hoeveelheid lucht die een luchtreiniger kan reinigen, wordt gemeten aan de hand van CADR-classificaties. CADR staat voor Leveringspercentage schone lucht. Hier is een voorbeeld van hoe je naar CADR kunt kijken.

Laten we zeggen dat we een luchtreiniger hebben met een maximale luchtstroom van 500 CFM. In een perfecte wereld zouden we 500 CFM schone luchtstroom krijgen, toch? Geen enkel filtersysteem is echter perfect. Meestal is slechts 300 CFM van die ingangsluchtstroom 100% schoon. Dat is de CADR-rating – 300 CFM.

Dit betekent ook dat het uitvoeren van een luchtreiniger op een maximale ventilatorinstelling niet altijd de beste keuze is. Er zijn veel voorbeelden waarbij een lagere ventilatorsnelheid een hogere CADR kan produceren. Hier zijn twee gevallen:

  • Een luchtreiniger met 300 CFM luchtstroom (ventilatorsnelheid 4) produceert een CADR-classificatie van 150 CFM.
  • Dezelfde luchtreiniger bij 250 CFM luchtstroom (ventilatorsnelheid 3) kan een CADR-classificatie van 180 CFM.

De CADR rating wordt gemeten in testen door AHAM (Association of Home Appliance Manufacturers). Niet elke luchtreiniger wordt overigens getest. Degenen die zijn krijgen een ‘AHAM geverifieerd’ merken.

Kortom, de luchtstroom is een noodzakelijke voorwaarde om de luchtreiniger goed te laten werken. De essentie van elke luchtreiniger is echter het luchtfiltratiesysteem. Niet alleen doet het het grootste deel van de werklast als het gaat om het verwijderen van verontreinigende stoffen uit de binnenlucht; de luchtstroomcapaciteit bepaalt ook de CADR-classificatie.

5 veel voorkomende soorten luchtreinigerfilters

Het hele punt van hoe luchtreinigers tot nu toe werken, was om de onreine binnenlucht naar de filters te krijgen. Hier gebeurt de ‘magie’.

De gecreëerde luchtstroom voert onreine lucht, dat is schone lucht + verontreinigende stoffen, door de filters. Elk filter heeft een zeer beperkte tijd (milliseconden) om:

  1. Passeren de schone lucht.
  2. Vang zoveel mogelijk vervuilende stoffen af.

Filters verschillen in de methode van hoe ze vangen luchtverontreinigende stoffen af. De meest populaire – HEPA-filters – zijn werktuiglijk Filters. Ze laten niets groter dan 0,3 μm door (ter vergelijking: mensenhaar heeft een diameter van ongeveer 50 μm).

binnenwerking van hepa-filtratiesysteem in luchtreinigers
Het HEPA-filter is het meest gebruikte filter in luchtreinigers. Het vangt verontreinigende stoffen op met een diameter van 0,3 μm of groter. Op de foto: Honeywell HPA300 luchtreiniger.

Het HEPA-filter vangt luchtverontreinigende stoffen op die meer dan 100 keer kleiner zijn dan een mensenhaar. Als ze echter 200 keer kleiner zijn dan mensenhaar, zal het HEPA-filter ze niet vangen.

Wat het ene filter niet kan vastleggen, kan het andere wel. Daarom werkt luchtreiniger door gebruik te maken van:

  • Meerdere filters, de een na de ander.
  • Verschillende soorten filters. Wat HEPA-filter niet kan reinigen, ionisator of actieve koolfilter kan vangen.

Dat betekent echter niet dat een luchtreiniger met een groter aantal en soorten filters de beste zal zijn. Sommige luchtreinigers, zoals Molecule, zullen slechts één filter gebruiken – het PECO-filter in dit geval – dat een ongelooflijke efficiëntie zal vertonen (het is tenslotte een op NASA gebaseerde technologie) bij het vangen van alle luchtverontreinigende stoffen.

Laten we eens kijken hoe de meest voorkomende luchtreinigerfilters werken:

1. Hoe werken HEPA-filters? (Verwijdering van luchtverontreinigende stoffen op basis van grootte – 99,7%)

Vrijwel elke low-end en middle-end luchtreiniger gebruikt het HEPA-filter als de primaire schakel in het filtratieproces.

HEPA-filters zijn mechanische filters; ze verwijderen verontreinigende stoffen op basis van hun grootte. Het echte HEPA-filter filtert 99,7% van de deeltjes groter dan 0,3 μm. Hier is de diameter van enkele van de meest voorkomende luchtverontreinigende stoffen (Source EngineeringToolBox):

  • Bacteriën: 0,3 tot 60 μm.
  • Huisstofmijt: 100 tot 300 μm.
  • Schimmel: 3 tot 12 μm.
  • Schimmelsporen: 10 tot 30 μm
  • Olierook (geur): 0,03 tot 1 μm.
  • Pesticiden: 0,001 μm.
  • Stuifmeel: 10 tot 1.000 μm.
  • Bakolie (geur): 0,03 tot 0,9 μm.
  • Virussen: 0,005 tot 0,3 μm.
  • Tabaksrook: 0,01 tot 4 μm.

Zoals u kunt zien, werkt het HEPA-filter heel goed voor het opvangen van stof, schimmels, schimmelsporen en zelfs de meeste bacteriën. HEPA-filters kunnen echter zeer ineffectief zijn als het gaat om het verwijderen van geur (olie- of bakolierook), pesticiden, virussen en tabaksrook uit de lucht.

In wezen doet het HEPA-filter het leeuwendeel als het gaat om grotere deeltjes. Voor het verwijderen van kleinere deeltjes zijn luchtreinigers uitgerust met andere gespecialiseerde filters (vooral actieve koolfilter). Alle topmerken voor luchtreinigers zoals Coway, Dyson, Okaysou, Hathaspace, Honeywell, Levoit, Blueair en zelfs Alen BreatheSmart vertrouwen op deze filters om de luchtkwaliteit binnenshuis te verbeteren.

2. Hoe werkt een luchtionisator? (Gebaseerd op elektrische lading)

Luchtionisatoren zijn geen mechanische filters; ze vangen luchtverontreinigende stoffen op op basis van hun elektrische lading. Sommige verontreinigende stoffen zijn positief geladen (positieve ionen), sommige zijn negatief geladen (negatieve ionen) en de meeste zijn helemaal geen ladingen.

Het hart van een luchtionisator is een klein maar krachtig elektrisch veld. Zo’n veld kan elektronen versnellen, die zonder lading tegen verontreinigende stoffen botsen, en het effectief een lading geven.

Tegelijkertijd worden positief geladen verontreinigende stoffen (in het elektrische veld) gericht op negatief geladen metalen platen en vice versa.

Dit is een zeer snelle en effectieve manier om:

  1. Elektrisch laad alle neutrale verontreinigende stoffen op (ionen maken).
  2. Aantrekken gecreëerde (en bestaande) ionen op een geladen metalen plaat.

De verontreinigende stoffen worden opgevangen door het elektrische veld en laten alleen de schone lucht door. Het hele proces van hoe een luchtionisatorfilter werkt, klinkt misschien complex, maar het is praktisch gezien vrij eenvoudig. Het enige probleem is dat luchtionisatoren geen grote luchtstroomcapaciteit hebben.

3. Actieve koolfilters (adsorbens voor geur, dampen, VOC’s)

Veel luchtreinigers werken door een actief koolfilter in hun filtratiesysteem op te nemen. Het gaat vooral goed samen met het HEPA-filter.

De manier waarop het actieve koolfilter werkt, is door het proces dat bekend staat als adsorptie. Dit filter is een soort labyrint voor verontreinigende stoffen die erin vast komen te zitten (geadsorbeerd) vanwege zowel de grootte als de elektrische lading.

De actieve koolfilters kunnen bijvoorbeeld het beste worden gebruikt voor het verwijderen van geuren, dampen en chemicaliën. Als u de tabel bekijkt van hoe groot verontreinigende stoffen zijn onder het hoofdstuk HEPA-filters hierboven, ziet u dat dit de kleine verontreinigende stoffen zijn die HEPA-filters niet kunnen vangen.

De meeste luchtreinigers werken als het gaat om het combineren van deze twee filters door het eerste HEPA-filter en vervolgens het actieve koolfilter er direct achter te plaatsen. HEPA zorgt voor de grootste verontreinigende stoffen en actieve kool reinigt alle kleinere.

4. UV-lichtfilters (steriliseert schimmelsporen, bacteriën, virussen)

UV-lichtfilters zijn handig als het gaat om levende organismen. We hebben het over:

  • Schimmel.
  • Schimmelsporen.
  • Bacteriën.
  • Virussen.

We moeten deze levende organismen neutraliseren omdat ze zich gemakkelijk kunnen vermenigvuldigen, zich via de binnenlucht kunnen verspreiden en zelfs gezondheidsproblemen kunnen veroorzaken. Zoals je kunt zien, gebruikten we het woord ‘neutraliseren’, niet ‘verwijderen’.

Dit komt omdat je de bacteriën niet hoeft te verwijderen; het is beter om ze te doden. Het UV-lichtfilter doet precies dat. Het gebruikt penetratie UV-C-licht om het DNA van bacteriën zodanig te beschadigen dat het ervoor zorgt dat het sterft.

UV-C-lichtfilters zijn vooral handig als u schimmel bestrijdt. We hebben hier de beste UV-luchtreinigers voor schimmel verzameld; u kunt ze bekijken om te zien hoe een UV-filter in de luchtreiniger wordt geplaatst.

5. Speciale gepatenteerde filters (PECO, PlasmaWave, Vital Ion)

Als u naar enkele van de meest hi-tech luchtreinigers kijkt, ziet u mogelijk filters zoals PECO, PlasmaWave of Vital Ion.

Dit zijn meestal geavanceerde technische filters ontwikkeld door luchtreinigerbedrijven, worden beschermd door een patent.

Het bekendste voorbeeld is het PECO superfilter, ontwikkeld door Molekule Air. PECO staat voor Photo Electrochemical Oxidation. Het filter bevat technologie op NASA-niveau die nanodeeltjes gebruikt om verontreinigende stoffen af te breken.

peco superfilter dat luchtreiniger laat werken
Molekule Luchtreiniger maakt gebruik van speciale PECO Superfilter in plaats van conventionele HEPA en Actieve Kool filters.

Het moet worden aangedreven door maar liefst 85W-stroombron om dat te doen; de meeste luchtreinigers verbruiken ongeveer 40 of 50W vermogen.

Deze gespecialiseerde filters hebben meestal geen extra HEPA- of actieve koolfilters nodig om hen te helpen bij het reinigen van de binnenlucht. In sommige gevallen kan dat een verhoogde CADR-rating betekenen, maar dat is geen regel.

Eenvoudige innerlijke werking van luchtfilters

Luchtreinigers zijn geen complexe apparaten. Hoe luchtreinigers werken, is gewoon door een ventilator en een reeks filters te combineren. In vergelijking met de meeste HVAC-apparaten, zoals airconditioners en kachels, zijn het vrij eenvoudige apparaten die geen expert nodig hebben om ze goed te behandelen. U kunt hier de lijst met luchtreinigers bekijken die het beste werken.

Inhoudsopgave