Вентиляция: выбор ПВУ, фильтра, vav и системы увлажнения

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Уравнение тут одно, разложение озона О3 → О2 + О, чем вам это поможет не знаю.
По поводу предметно - у меня нет ссылок с научных источников, если у вас есть буду благодарен.

Из Википедии (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B7%D0%BE%D0%BD)
"Молекула О3 неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут превращается в O2 с выделением тепла. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер. Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение."

В электронных фильтрах, постфильтром обычно стоит угольный фильтр - он также катализатор, ускоряет распад.

вот эти 100мкг/м3 это те же 0.05ppm (https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/cfrsearch.cfm?fr=801.415) Почти у всех производителей, которых я перечислил встречал в инструкциях, что количество производимого озона не превышает эти нормы.

Принтер лазерный например тоже выделяет озон.
Я не защищаю эти фильтры, а пытаюсь найти истину Кто-то либо не договаривает про эмиссию, либо кто-то наводит панику...

 

Основная цель Производителя - продать, Покупателя - выжить. Равновесное состояние посередине. Анализ с выводами на основе Ваших сообщений последует.

 

Битая ссылка - первоисточник не найти. Скорее всего, речь идет о стратосферной фотохимической (под воздействием солнца) реакции озона: O3+UV=O+O2; O+O3=2O2, иными словами 2O3+UV=3O2. В обычных (в т. ч. домашних) условиях такая реакция практически исключена (требуются или значительные концентрации озона или высокие температуры) по причине относительной устойчивости (а не устойчивости) молекулы озона. Из классического исследования Ozone in Indoor Environments: Concentration and Chemistry (CHARLES J. WESCHLER, 2000):

Ozone is a relatively stable molecule; only at high ozone concentrations and/or elevated temperatures does it decompose to oxygen at a significant rate (Cotton and Wilkinson, 1980). At the concentrations that are typically encountered in ambient air such spontaneous decomposition is negligible.

Каталитический способ распада озона (P.Crutzen, 1970), применяется при фотокатализе:
R+O3=RO+O2; O3+UV=2O2; O+RO=R+O2, где R (радикал)=Cl, OH, NO, Br. В домашних условиях легко разложить озон путем включения газовой плиты, за счет эмиссии NO (1-ое уравнения из списка): NO+O3=NO2+O2. Такой же механизм трансформации O3 в NO2 происходит в природе круглосуточно, например в городских условиях дорожного трафика (значительный уровень NO). Ищем другие варианты распада озона (период полураспада озона в домашних условиях по Weschler-у около 7-10 мин.).

 

По Weschler-у (2000), многочисленные исследования показывают, что уровень озона внутри помещений всегда ниже уровня уличного озона (от 0.1 до 0.9 Дом/Улица).

Группа международных ученых в 2017 г. https://www.researchgate.net/publication/315342918 рассматривает модель поведения озона в домашних условиях. 85% озона распадается за счет взаимодействия с поверхностями интерьера (в т. ч. главные - покрашенные стены, потолки, мягкая мебель и др). Человеческое тело - 2-ой существенный поверхностный источник (кожа) взаимодействия, который также характеризуется максимальной скоростью распада озона среди остальных. В результате химических реакций образуются С6-С10 альдегиды, с последующим возможным вариантом развития.

В целом, закон сохранения работает. Распад О3 сопровождается цепочкой реакций, в результате которых формируются другие загрязнители домашнего воздуха (среди них нет O2, для формирования которого в искусственных условиях, требуется, как минимум фотокатализ). Из всего возможного перечня, разумным нахожу контроль формальдегида (HCHO), как маркера VOС-ов в помещении.

 

Учитывая поверхностную природу распада озона, группа калифорнийских ученых в статье Indoor Air Quality Impacts of Ventilation Ducts: Ozone Removal and Emissions of Volatile Organic Compounds (2011 г.) проверяют гипотезу распада озона на стенках воздуховодов. Выводы исследования: изолированные изнутри воздуховоды уменьшали количество озона на 9% в начале 10-дневного эксперимента до 4% в конце, а оцинкованные воздуховоды никак не влияли на процесс распада озона (только 0.02%-ая эффективность). По Weschler-у (2000), самые неэффективные с точки зрения распада озона поверхности интерьера - гладкие металлические. И опять же, куда ушли 4% озона?

 

По Weschler-у (2000), по состоянию уровня техники конца 90-ых среднее количество озона от лазерного принтера - около 1 мг/час, копировальнго аппарата - около 5 мг/час.

Во вложении относительно свежая (2013 г.) работа американских ученых, которые исследуют влияние канальных электростатических фильтров в системе HVAC на качество воздуха в тестовом доме (озон + частицы в нм диапазоне). Результаты: при воздухообмене с улицей (0,3 в час), уровень озона увеличился по сравнению с улицей в домашних условиях в разы (при отсутствии людей и флисового дивана при проведении эксперимента ). Эмиссия озона фильтрами от 20 до 60 мг/час (60 лазерных принтеров конца 1990-ых года выпуска).

Механизм работы угольного фильтра: адсорбция (физический процесс) + хемосорбция (химические реакции). По таблице 1, видна незначительная эффективность угольных фильтров как в начале эксперимента, так и после 3-х недельного срока эксплуатации (со значительным регрессом).

Практический вывод из вышесказанного. Не рассматривать к установке в домашних условиях электростатические фильтры, если Производитель не раскрывает (расчетным или опытным путем) сведения о генерации фильтра озона по причине того, что оценка уровня загрязнителей внутреннего воздуха при такой ситуации будет затруднена или невозможна. На этом мы с @VarFish и остановились.

 

@SergeiKhb, Спасибо. Нужно почитать переварить.

А есть ссылка на это исследование? Неизвестно какие фильтры (производитель, состояние) и какое остальное оборудование. Кстати один нюанс, в ВО обычно стоит UV лампа на выходе интересно насколько она влияет на разложение.
Какое кол-во эл. фильтров стоит в штатах они травят себя и никто в суд не подал на производителя...?

 

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es404884p А смысл ссылки? Во вложении статья в формате pdf. Особенно никакой доп. информации не увидите. По оборудованию (производителям и т. д.) данные никто раскрывать не будет. В этом ценность научной информации - непредвзятость. Все продается в Walmart-e. Берем первые попавшиеся фильтры и проверяем. Никто и не утверждает (об этом прямо в статье написано), что исследование отражает в полной мере американский рынок устройств. Минус исследования я указал - тестовый, безжизненный дом и невероятное соотношение Дом/Улица>1. Так в реальной жизни не бывает, но авторы об этом не указывают и не разъясняют причину.

Не знаю.

Миллионы фильтров стоят в северно-американских домах. Относительно травят - не стал бы категорично утверждать. Можно повернуть дело и другой стороной - спасают сотни тысячей жизней путем инактивации микроорганизмов и тонкой фильтрацией взвешенных частиц (в т. ч. токсичных) в системах рециркуляции воздуха.

У меня рядом с рабочим местом - работающий электростатический фильтр от Тиона. Работает и пусть работает. Чем бегать в период гриппа (риски высокие, в том числе по смертности) и прочих инфекционных вирусных заболеваний (Вы понимаете, о чем я) в аптеку за масками, при сложнстях воздухообмена с улицей, возможно проще использовать рециркуляционную очистку воздуха с электростатическими фильтрами. Тут обычная диалектика - плюсы и минусы. И смотреть нужно, что превышает в данных конкретных условиях (плюсы или минусы). К примеру, смысл говорить о каких-то претензиях к производителю на Западном побережье США ближе к Мексике, если уровень озона в Калифорнии летом достигает 300 мкг/куб.м (в 10 раз превышает ПДКсс в РФ). Да собственно, Вы о похожих вещах резонно ранее и говорили . Сейчас я Вас просто повторяю, немного в другом ракурсе и другими словами.

Но для принятия решения (проверка превышения плюсов над минусами и наоборот) нужны данные. А с этим проблема. К примеру, Вы по Воронежу можете сказать уровень уличного озона? Я по Хабаровску - нет. Оценочно могу (высокий уровень из-за географического положения - 300 солнечных дней и электростатические фильтры скорее всего точно не главная проблема в городе). По факту, никто публично не измеряет уровень загрязнения озоном. Поэтому, думаю, как привезти тионовскую станцию CityAir для измерений в городе.

 

В Walmart-e из канальников в продаже только Trion и Honeywell. По поводу последнего то что я находил
- эмиссия озона 5-20 ppb, подробнее тут - https://www.honeywellhome.com/en/questions/f300-electronic-air-cleaner-2. В его устройстве есть еще специальный джампер, позволяет снизить эмиссию на 25% с падением производительности на 7-10%

У нас в 13 году делались измерения - 2.5 ПДК по озону, но как утверждают это обусловлено погодными условиями первой декады июля.

Не рассматривать именно те модели для которых нет сведений или как? Если он указал что в диапазоне 5-20 ppb вырабатывает озон - можно рассматривать? По Тиону, который у вас, есть сведения? Я только нашел, что эмиссия не превышает ПДК.

 

По эмиссии данных нет. Документация к прибору гласит, что в течение 3-месячного срока эксплуатации угольного фильтра обеспечивается 80%-эффективность по формальдегиду, озону и многим другим газам. Данных, подтверждающих подобную эффективность нет.

Немного времени требуется для ответа. Во вложении интересный материал - подробный анализ (отчет по заказу штата Калифорнии) по электронным фильтрам (указаны модели, производители, тест проводился в лабораторных и "полевых" условиях). По Honeywell-у (самый популярный бренд согласно отчету) эмиссия озона (25 мг/час) схожа с упомянутыми Вами цифры из FAQ-а (5-20 ppb). Но не бьются цифры, как эмиссия влияет на прирост уровня озона внутри дома, нужно разбираться.

Нигде не встречал информации по эффективности электростатической фильтрации у Honeywell-а. У Гудмана хорошо показана эффективность в документации к фильтрам (эффективность в зависимости от размера частиц), но отсутствует информация по озону. Ваша цель использования электронных фильтров - защита оборудования и жилья от мелкой и крупной пыли?

 

Пара документов на тему фильтрации в электронных фильтрах Honeywell. В целом неплохо (на уровне фильтров тонкой очистки и нижнего класса HEPA). Но в нижнем диапазоне (размер 0.3-1 мкм) ожидаемая эффективность 70-80%. У вирусов средний размер 0.5 мкм, поэтому проскок будет значительным. А доза озона (20 ppb) может быть незначительной (к примеру, у Тиона 100-500 ppb для тех очистителей, которые мед. направленности - по экспертным заключениям), чтобы эффективно воздействовать на микроорганизмы. Кроме того, у очистителей от Тиона дополнительная схема защиты - HEPA фильтры после электростатического, что приводит к накоплению микроорганизмов на механическом фильтре и увеличению времени обработки озоном.

 

Чтобы посчитать прирост озона в помещении за счет фильтра, я умножаю соотношение Дом/Улица (обычно в пределах 0,1-0,5 по Вешлеру, ранее мною цитируемого) на эмиссию от фильтра в ppb и получаю требуемое значение. Возможно, Honeywell в своей оценке 5 ppb использовал что-то аналогичное.

По экспериментальным данным в жилом доме в Калифорнии (отчет 2-мя постами ранее), цифры получаются выше - прирост озона приблизительно на 10-20 ppb за счет фильтра (эмиссия от 20 до 40 мг/час) в зависимости от режима работы (вентиляция - выключена/ включена, система отопления/кондиционирования - выключена/ включена).

В калифорнийском отчете работа Honeywell-а (модель S300) идеально (множество графиков) расписана при различных условиях эксплуатации (расход воздуха, температура, влажность, режимы работы HVAC). Все возможные риски просчитываются.

 

Оценка может быть произведена следующим образом. Эксперт № 1 в мире по химии озона в домашних условиях - это американец Чарльз Вешлер, его ключевая работа - во вложении.

Основные выводы следующие:
a) indoor ozone levels are typically 10–50% of outdoor values
Типовое соотношение уровня озона Дом/Улица =0,1-0,5),

b) indoor ozone exposures are typically 45–75% of total exposures,
c) indoor ozone inhalation intakes are typically 25–60% of total intakes,
С точки зрения воздействия озона (по уровню загрязнения и по уровню поражения человека через дыхание), пребывание дома может быть приблизительно равноценным пребыванию на улице.

d) indoor sources of chemicals that react with ozone are ubiquitous,
e) certain oxidation products are known to be toxic and others are anticipated to be toxic, and
f) indoor inhalation intakes of these oxidation products are roughly one-third to twice the indoor intakes of ozone and much greater than outdoor intakes of oxidation products.
Озон отлично вступает в химические реакции в домашних условиях, результат окисления - хорошо изученные токсичные (например, формальдегид) или иные (например, вторичная аэрозоль, эффект воздействия которого на человека неизвестен) вещества, которые в суммарном балансе дозы загрязнителя, получаемой человеком составляют ориентировочно 1/2 или 1/3 от уровня озона.

По прямой оценке риска озонового поражения, Вешлер ссылается на работу американца Белла (2006), который показал, что независимо от начального уровня озона, как это практикуется в различных нормах (например, 50 ppb или 100 мкг/.куб.м - норма ВОЗ), любой прирост озона на 10 ppb эквивалентен увеличению уровня смертности на 0,3%. Таким образом, прямой риск от использования электростатического фильтра, повышающего уровень озона внутри помещения на 20ppb (т.е. по результатам, описанным постом выше) может оцениваться значением (1+0,003)^2-1=0,6009%. Непрямые риски - результат от воздействия формальдегида и пр. подлежат дополнительной оценке. Для уменьшения рисков при использовании принудительных систем вентиляции, Вешлер предлагает использовать адсорбционные или химические фильтры.

 

Короче говоря, электронные фильтры лучше использовать с угольными фильтрам. Дополнительный ожидаемый бонус от использования угольных фильтров - убираем часть уличного озона. Вариант, когда комбинация электростатический фильтр+угольный фильтр в совокупности эффективнее, чем отсутствие обоих дома, исключать нельзя. Минус решения в том, что эффективность подобного решения остается загадкой по причине того, что в современных реалиях озон не измеряется ни на улице, ни в домашних условиях. И поднимается вопрос, для чего используем электронный фильтр? Если для экономии средств на замену фильтров и снижения потерь по трассе, то угольные фильтры в этом не помощники. Тогда, зачем нужны электронные фильтры?

Другой вариант защиты от пыли и микроорганизмов (вместо электронных) в HVAC системах посмотрите:

 

Вы цену на эту штуку видели..? Коробка с 4мя картриджами 140т.р.
И как эти картриджи 3 года протянут? Комплект стоит 40т.р... Полноценного описания нет.

Я как понимаю снижение эксплуатационных затрат и повышение степени фильтрации.

Можно поставить какую-нибудь Media, но уровень фильтрации будет меньше и менять каждый год как минимум.