Vor- und Nachteile der passiven Luftreinigung

In diesem Artikel erklären wir fast jede Art von passiver (Teil I) und aktiver (Teil II) Luftreinigungstechnologie auf dem Markt, damit Sie Ihre eigene Entscheidung treffen können. Wir erklären auch, was an den patentierten Innovationen von ActivePure® so besonders ist.

                                                                     Passiv vs. Aktiv: Die Grundlagen

Luftreiniger können in zwei große Kategorien eingeteilt werden: passiv und aktiv.

Bei Passiven ist es erforderlich, dass die Luft zuerst durch einen internen Mechanismus strömt. Möglicherweise bemerken Sie jedoch ein Problem damit. Wenn Luft zur Aufbereitung durch einen Filter strömen muss, was hindert sie daran, zuerst in die Lunge zu strömen?

Dies ist besonders wichtig im Hinblick auf die Delta-Variante der COVID-19-Pandemie. Eine einzelne infizierte Person kann die Krankheit auf einen ganzen Raum übertragen, bevor die passive Reinigung eine Chance hat, das Virus abzutöten. Beispiele für passive Reiniger sind HEPA-Filter, Kohlefilter und die meisten Luftreiniger mit verdecktem UVC-Licht .

Im Gegensatz dazu sind aktive Reiniger proaktiv. Wenn sie eine Philosophie haben, dann „Die beste Verteidigung ist eine gute Offensive“. Aktive Luftreiniger reduzieren Luftschadstoffe, ohne dass die Luft zuerst durch ihren Mechanismus gesaugt werden muss; Sie gehen zu Schadstoffen, anstatt darauf zu warten, dass Schadstoffe sie erreichen.

Aktive Reinigungssysteme sind relativ neu (im Vergleich zu älteren Standards wie passivem HEPA), aber bestimmte Typen erweisen sich in Studien als wirksam. Beispiele für aktive Reinigung sind Ionengeneratoren und die patentierte Active Pure®Technologie.

Eine Luftreinigungsanlage kann in die Luftschächte eines Gebäudes eingebaut werden oder die Form einer portablen Anlage oder eines Standgerätes haben.

Arten von passiven Luftreinigern

Passive Luftreiniger arbeiten nach dem Prinzip, dass Luft durch sie strömen muss, um behandelt zu werden. Aus diesem Grund haben im Raum Anwesende, die Wahrscheinlichkeit, Schadstoffe einzuatmen, bevor diese in den Filter gelangen. Passive Luftreiniger fallen in sechs allgemeine Kategorien.

Filter aus Fasermaterial

Daran denken die meisten Menschen, wenn sie den Begriff „Luftreiniger“ hören. Wie erwartet drücken Faserfilter Luft durch viele dicht gewebte Fasern.

„Die bekanntesten Faserfilter sind HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Air). HEPA-Filter bestehen typischerweise aus Glasfasersträngen von 1/75 der Größe eines menschlichen Haares.

Diese Fasern fangen Partikel auf drei verschiedene Arten ein. Sie fangen große Partikel einfach deshalb ein, weil diese Partikel zu groß sind, um zwischen den Fasern hindurch zu gelangen. Sie fangen kleine Partikel ein, weil die Brownsche Bewegung (die natürliche zufällige Bewegung von Molekülen in einer Flüssigkeit) diese kleinen Partikel in Richtung der Fasern drückt, wo sie haften bleiben. Sie fangen mittelgroße Partikel ein, weil die Fasern enge, gewundene Pfade bilden, die für diese sich schnell bewegenden Partikel zu schwierig zu navigieren sind.

Von diesen drei Größen sind mittlere Partikel für HEPA-Filter am schwierigsten einzufangen. Aus diesem Grund muss der Filter, um als echter HEPA-Filter eingestuft zu werden mindestens 99,97 % Staub, Pollen, Schimmel, Bakterien und alle in der Luft befindlichen Partikel mit einer Größe von 0,3 Mikron (µm) entfernen.

Faserfilter haben auch eine MERV-Bewertung (Minimum Efficiency Reporting Value), die misst, wie viel Prozent der Partikel zwischen 0,3 und 10 Mikron aufgefangen werden.

Vorteile:

Sie denken vielleicht, weil Active Pure® eine aktive Technologie ist, mögen wir keine HEPA-Filter. Nichts ist weiter von der Realität entfernt; Aufgrund ihrer Effizienz zur Entfernung mittlerer bis großer Partikel setzen wir sie in vieler unserer eigenen Geräte ein, um unsere Technologie zu ergänzen. Dies hat mehrere Vorteile. Erstens verhindert es, dass Ihre Lunge der Filter für diese Partikel ist. Zweitens verhindern die Filter auch, dass sich Partikel in unseren ActivePure®-Zellen ansammeln, was deren Wirksamkeit mindern würde.

HEPA-Filter sind sehr effektiv bei der Entfernung von Staub, Pollen und anderen Allergenen, solange der Ventilator, der Luft durch sie pumpt, die richtige Größe für den Raum hat.

Nachteile:

Die Entfernung von ultrakleinen Krankheitserregern kann für einen HEPA-Filter eine Herausforderung darstellen. Wenn HEPA-Filter Viren einfangen, tun sie dies passiv, was bedeutet, dass das Virus zuerst den Filter passieren muss. Viren und Bakterien können nach dem Einfangen noch im Filter selbst aktiv bleiben; (Dies bedeutet nicht unbedingt, dass sie jemanden erneut infizieren müssen, aber es ist immer noch eine wahrscheinliche Infektionsquelle.)

Faserfilter tun nichts gegen VOCs oder andere schädliche Gase. Sie müssen auch regelmäßig gewechselt werden.

Ein weiteres Manko von Faserfiltern besteht darin, dass je besser sie Partikel einfangen (dh je höher die MERV-Bewertung), desto mehr Leistung muss ein Lüfter benötigen, um Luft durch sie zu drücken. Abhängig von Ihrem Lüftermotor kann dies Ihre Energierechnung erhöhen, insbesondere in größeren Gebäuden mit umfangreichen HLK-Systemen.

Variante dieser Technik:

Erwähnenswert ist noch eine weitere Form von Faserfiltern: der Elektret-Filter. Die Fasern dieses Filters haben eine elektrostatische Aufladung (entweder von Natur aus oder weil die Fasern behandelt wurden, um ihnen eine solche Aufladung zu verleihen), die das Anhaften von Schdstoffen begünstigt; (Denken Sie daran, wie ein Ballon auf einen Pullover reagiert). Das bedeutet, dass die Fasern nicht zu einem Elektret-Filter verwoben werden müssen, was den Luftstrom erhöht und die erforderliche Leistung verringert. Sie haben jedoch noch viele der anderen Vor- und Nachteile von HEPA-Filtern.

Allgemeine Bewertung:

Es ist erforderlich und wichtig HEPA-Filter einzusetzen. Man muss sich allerdings auch deren Leistungsgrenzen bewusst sein.

Elektrostatische Abscheidung (ESP)

Nicht zu verwechseln mit den vorangegangenen elektrostatischen Elektret-Filter. Elektrostatische Abscheider leiten einen hohen Strom durch eine Reihe von Elektroden (normalerweise Drähte). Ein Ventilator saugt dann Luft in die Nähe dieser Elektroden. Kommen Schadstoffe in die Nähe von negativ geladenen Elektroden, nehmen sie ebenfalls eine negative Ladung an. Die Luft strömt dann durch eine Reihe positiv geladener Metallplatten, die negativ modifizierte Schadstoffe aus der Luft anziehen.

Elektrofilter werden hauptsächlich zum Filtern von Staub und Abgasen aus industriellen Prozessen verwendet, es gibt jedoch auch Haushaltsversionen.

Vorteil:

Sie eignen sich hervorragend zum Entfernen von Partikeln fast aller Größen und werden auch zum Sammeln von Mikroben für bestimmte wissenschaftliche Studien verwendet, aber dies ist nicht ihre primäre Anwendung als Reinigungssystem.

Da Partikel auf den Platten gefangen werden, anstatt sich auf einem Filter zu sammeln, muss der Lüfter nicht so hart arbeiten, um die Luft zu pumpen, wie dies bei einem hochbewerteten MERV-Filter der Fall wäre. Wenn ein HVAC-System zu alt für einen hochbewerteten MERV-Filter ist, könnte dies eine kostengünstige Alternative zum Upgrade des gesamten HVAC-Systems sein.

Nachteile:

Die Kollektorplatten müssen regelmäßig gereinigt werden, aber das ist ein kleiner Nachteil.

Der Hauptnachteil von ESPs besteht darin, dass das Ionisationsfeld viel Strom benötigt, was Einsparungen durch einen geringeren Stromverbrauch des Lüfters zunichte machen könnte. (Wissenschaftler haben kürzlich eine energieeffiziente Version mit einem Kohlebürsten-Ionisator entwickelt, aber sie hat nicht viele Partikel erfolgreich gesammelt. Sie war jedoch ziemlich effektiv bei der Entfernung von Essigsäure, Acetaldehyd und Ammoniak unter Laborbedingungen.)

Wie bei allen passiven Luftreinigern benötigen ESPs Raumluft, die durch ihren Mechanismus geleitet wird, um behandelt zu werden.

Eine Variation dieser Technik:

Polarisierte Medienfilter funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie Elektrofilter, da sie mit einer konstanten elektrischen Ladung arbeiten. Anstatt jedoch Metallplatten zum Sammeln ionisierter Schadstoffe zu verwenden, leiten polarisierte Medienfilter eine elektrische Ladung durch das Filtersieb und polarisieren es, um Verunreinigungen anzuziehen. Dies macht polarisierte Medien mechanisch gesehen ähnlich wie die Elektret-Filter im vorherigen Abschnitt.

Allgemeine Bewertung:

Interessant und effektiv, aber HEPA ist einfacher, wenn ausreichend Ventilatorleistung vorhanden ist.

Plasma

Wenn Luft eine kleine elektrische Ladung erhält, beginnt sie zu ionisieren. Wenn Luft jedoch VIEL elektrische Ladung erhält, beginnen negative Elektronen und positive Ionen frei in entgegengesetzte Richtungen zu fließen und erzeugen ein Plasma. Plasmareiniger saugen Luft durch diesen Lichtbogen und brechen die chemischen Bindungen.

Vorteil:

Plasmareiniger scheinen beim Entfernen vorhandener gasförmiger Verunreinigungen effektiv zu sein. Da sie keine physikalischen Filter enthalten, kann man davon ausgehen, dass sie nicht leicht verstopfen.

Nachteile:

Plasmageräte sind relativ neu und es sind weitere Studien erforderlich, um zu sehen, wie effektiv sie bei der Entfernung von Partikeln sind. Sie können auch schädliche Nebenprodukte wie Ozon, Kohlenmonoxid und Formaldehyd produzieren. Die Energieeffizienz ist auch etwas, auf das Sie bei der Überprüfung von Plasma-Reinigungsgeräten achten sollten.

Allgemeine Bewertung:

Ein faszinierendes Konzept, aber immer noch passiv und von begrenzter Anwendung.

Adsorbierende Medien

 Beachten Sie, dass die Kategorie nicht „absorbierende Medien“ genannt wird. Der Unterschied zwischen Adsorptionsmittel und Absorptionsmittel ist ziemlich technisch, aber im Wesentlichen ermöglichen Adsorptionsmaterialien, dass Moleküle an ihren Oberflächen haften bleiben, ohne zu stark aufzuquellen. Ein Luftreiniger mit adsorbierenden Medien dient hauptsächlich der Entfernung von Gasen und Gerüchen.

Die gebräuchlichste Form von Adsorptionsmedium ist Aktivkohle. Möglicherweise sehen Sie Aktivkohle, die als Allheilmittel für alles von gelben Zähnen bis hin zu Cholesterin beworben wird. Aktivkohle hat medizinische Anwendungen, aber nicht so viele wie beworben. Die Verwendung von Aktivkohle als Luft- und Wasserreiniger ist jedoch gut etabliert.

Aktivkohle wird hergestellt, indem eine Kohlenstoffquelle (wie Holzkohle, Kokosnuss oder Bambus) so behandelt wird, dass im gesamten Medium viele winzige Poren entstehen. Diese Poren vergrößern die Oberfläche des Kohlenstoffs; Da Adsorptionsmedien Gase an ihrer Oberfläche anhaften lassen, bedeutet eine größere Oberfläche, dass mehr Gas adsorbiert wird.

Vorteil:

Adsorptionsmedien eignen sich gut zur Reinigung der Luft von Gasen und Gerüchen, obwohl ihre Wirksamkeit je nach Art und Konzentration des Gases variiert. Aerus® verwendet Aktivkohle in einigen seiner Geräte, um seine eigene Anti-VOC-Technologie zu ergänzen, insbesondere in Geräten, die zur Bekämpfung von Zigarettenrauch und Waldbrandverschmutzung entwickelt wurden.

Nachteile:

Adsorptionsfilter müssen regelmäßig gewechselt werden. Außerdem können Luftreiniger mit nur einer geringen Menge Kohlenstoff für die Größe des Raums unzureichend sein. Wie alle passiven Reiniger erfordern adsorbierende Medien, dass Luft durch sie geleitet wird, um behandelt zu werden.

Der einzigartigste Nachteil von Adsorptionsmedien besteht darin, dass das eingefangene Gas wieder an die Luft abgegeben werden kann. Dies wird durch einen Effekt verursacht, der als treibende Kraft des Konzentrationsgradienten bezeichnet wird; Wenn sie sich selbst überlassen werden, bewegen sich alle in einer Flüssigkeit suspendierten Verunreinigungen, bis die Diffusion gleich ist. Das heißt, wenn im Filter eine höhere Schadstoffkonzentration vorhanden ist als in der Luft, könnten Naturgewalten diese Schadstoffe in die Luft zurückführen, insbesondere bei Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderungen.

Variante dieser Technik:

Es wird auch ein Typ verwendet, der als Chemosorbensmedium bekannt ist. In diesem Fall wird der Filter mit einer Verbindung behandelt, um die Gase chemisch (und nicht mechanisch) zu binden. Dadurch wird die Möglichkeit ausgeschlossen, dass Gase aus dem Filter freigesetzt werden.

Allgemeine Bewertung:

Exzellent in dem, was es tut, und nicht exzellent in dem, was es nicht tut.

Passive ultraviolette keimtötende Bestrahlung:

Ultraviolettes Licht (auch bekannt als ultraviolette Strahlung, auch bekannt als UV) kann sowohl bei passiven als auch bei aktiven Reinigungsverfahren verwendet werden. Hier beziehen wir uns auf die passive Methode.

UV-Licht ist der Teil des elektromagnetischen Spektrums, der knapp außerhalb des menschlichen Sichtbereichs liegt. Ultraviolettes Licht wird in UVA, UVB und UVC eingeteilt. UVA- und UVB-Strahlen haben längere Wellenlängen und sind für Sonnenbrand und Hautalterung verantwortlich. UVC hat eine kürzere Wellenlänge, die normalerweise von der Ozonschicht blockiert wird, bevor es die Erdoberfläche erreichen kann.

Je kürzer die UV-Wellenlänge ist (d. h. je weiter sie von sichtbarem Licht entfernt ist), desto besser kann sie Zellen (einschließlich schädlicher Krankheitserreger) schädigen, aber desto weniger tief dringt sie ein. Die meisten Luftreiniger geben UVC-Licht ab, einige verwenden jedoch UVA- oder Breitspektrum-UV.

Passive UV-Reiniger arbeiten auf zwei Arten. Das erste verwendet einen tragbaren Reiniger oder ein vorhandenes HVAC-System, um Luft durch ein ultraviolettes Licht zu pumpen. Die zweite Methode heißt Upper Room Germicidal UV, die teilweise abgeschirmte UV-Lampen zur Decke strahlt und darauf wartet, dass die natürlichen Luftströmungen des Raums die Luft an den Lampen vorbeibewegen. Beide Methoden sterilisieren theoretisch die Luft und befreien sie von Bakterien und Viren.

Vorteil:

Bei richtiger Belichtungszeit können UV-Geräte Krankheitserreger wirksam neutralisieren.

Nachteile:

UV hat, wenn es in ein HLK-System integriert ist, viele Herausforderungen, die es unwirksam machen können. Zunächst einmal bewegt sich die Luft in einem HLK-System sehr schnell. Tatsächlich zu schnell, um die meisten Krankheitserreger zu neutralisieren. Beispielsweise dauert es 3-14 Sekunden, bis die UV-Lampen in einem Luftreiniger das COVID-19-Virus abgetötet haben. Inzwischen bewegt sich die Luft in einem HLK-System mit 12–50 Kubikmetern pro Minute. Bei der langsamsten Geschwindigkeit würden die Mikroben etwa 0,15 Sekunden statt der erforderlichen drei Sekunden ausgesetzt.

Upper Room UV beseitigt den Nachteil von HVAC UV, ist aber immer noch ein passives System. Man muss warten, bis die Krankheitserreger an die Decke steigen, bevor sie neutralisiert werden, was den Menschen viel Zeit lässt, sie zuerst einzuatmen.

Wenn eine UV-Lampe nicht mit dem richtigen Katalysator beschichtet ist, kann sie Ozon produzieren. Ozon ist wunderbar in der oberen Atmosphäre, aber es ist ungesund in Bodennähe, wo Menschen es einatmen können.

UV arbeitet schnell mit leistungsstärkeren Glühbirnen, aber leistungsstärkere Glühbirnen erhöhen die Energiekosten. Auch diese Lampen müssen regelmäßig ausgetauscht werden.

Wenn der Schutzschild des UV-Reinigers beschädigt ist, kann er den anwesenden Personen Augen- oder Hautschäden verursachen.

UV tut nichts gegen Staub, Partikel oder schädliche Gase.

Allgemeine Bewertung:

Abhängig von der Art der Schadstoffe, finden Sie möglicherweise eine bessere passive oder aktive Lösung.

Thermodynamische Sterilisation:

Dies ist eine proprietäre Technologie von nur einem Unternehmen, obwohl andere ähnliche Reiniger derzeit in der Entwicklung sind. Wir sprechen dies an, weil wir möchten, dass Sie umfassend über Ihre Möglichkeiten informiert sind.

Thermodynamische Sterilisation erhitzt die Luft in einer Kammer auf 200°C, um sie buchstäblich zu sterilisieren. Nach Angaben des Unternehmens „zerstört dies Schimmelpilze, Hausstaubmilben, Bakterien, Viren, Pollen, Tierhaare [sic], Tabak und andere organische Allergene.“

Vorteil:

Die thermodynamische Sterilisation verwendet keine Ventilatoren, sondern lässt Luft durch Konvektion passieren; Dadurch bleibt es leise und der Stromverbrauch niedrig. (Okay, selbst wir geben zu, dass das eine gute Idee ist.) Wir gehen auch davon aus, dass dadurch die Luftdurchsatzgeschwindigkeit verringert wird und Bakterien, Viren und Schimmelpilze länger ausgesetzt sind.

Nachteile:

Bitte beachten Sie, dass die Datenlage zur Methode begrenzt ist, da nur ein Unternehmen diese Technologie einsetzt.

Allgemeine Bewertung:

Unzureichende Daten für eine aussagekräftige Antwort.

Nachdem wir uns die meisten passiven Luftreinigungstechnologien für Innenräume angesehen haben, werden wir nun fast alle Arten von aktiven Luftreinigungstechnologien (Teil II) auf dem Markt erläutern, damit Sie sie mit passiven Reinigungstechnologien vergleichen können.

Wir werden auch auf den wesentlichen Unterschied in der Wirksamkeit der patentierten ActivePure®Technologie eingehen.

Vor- und Nachteile aktiver Reinigungsarten

In einem früheren Artikel haben wir die Vor- und Nachteile der passiven Reinigung gesehen und uns die verschiedenen Arten von Luftreinigern betrachtet, die Reinigungsmethoden verwenden, bei denen Luft zuerst durch einen internen Mechanismus strömen muss.

Im Gegensatz zu passiven Luftreinigern zielen aktive Luftreiniger darauf ab, die Luft zu reinigen, bevor Menschen die Schadstoffe einatmen.

Aus diesem Grund glauben wir, dass einige aktive Luftreiniger den meisten passiven Luftreinigern überlegen sind. Wir werden deren Technologien durchgehen und die Vor- und Nachteile analysieren. Aktive Reiniger fallen in fünf allgemeine Kategorien.

Aktive keimtötende UV-Bestrahlung;

Wir haben im vorherigen Beitrag über passive UV-Lichtmethoden gesprochen (Passive vs. aktive Luftreinigung. Vor- und Nachteile der passiven Reinigung). Die UV-aktive Reinigungsmethode heißt „Whole Room UV“, was genau das ist, wonach es sich anhört; Ein ganzer unbesetzter Raum wird ultraviolettem Licht ausgesetzt. Diese Methode wird am häufigsten in Krankenhäusern eingesetzt.

Vorteil:

Diese aktive Methode eignet sich hervorragend zur Behandlung von unbelegten Krankenhauszimmern. Im Gegensatz zu passiven UV-Strahlen können Krankheitserreger auch lange genug ausgesetzt werden, um neutralisiert zu werden.

Nachteile:

Whole Room UV-Licht kann keine Krankheitserreger im Lichtschatten behandeln. Es kann auch nicht in belegten Räumen verwendet werden, wodurch Oberflächen und Luft erneut infiziert werden können. Wie bei passiven UV-Methoden können schlecht beschichtete UV-Lampen Ozon produzieren.

Eine weitere Variante dieser Methode:

Fern-UVC ist eine Art Reiniger, der einen Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums mit einer so kurzen Wellenlänge verwendet, dass er theoretisch nicht in lebende menschliche Zellen eindringen kann (nur die äußerste Schicht abgestorbener Haut). Dies würde ermöglichen, dass UV-Licht einen Raum aktiv behandelt, während dieser Raum gerade belegt ist. Diese Technologie ist sehr vielversprechend, aber ihre Wirksamkeit und Sicherheit werden noch untersucht.

Allgemeine Bewertung:

Die „Whole Room UV“-Lichtmethode ist effektiv zum Sterilisieren von Oberflächen, aber andere Methoden sind besser für die Luftreinigung. Fern-UV ist vielversprechend, steckt aber noch in den Kinderschuhen; Dies hinterlässt besorgniserregende Lücken in unserem Wissen über mögliche Nebenwirkungen.

Ozon

Wir haben erwähnt, dass einige der oben genannten Methoden Ozon als unbeabsichtigtes Nebenprodukt erzeugen könnten. Nun, diese Methode verwendet UV-Strahlen, um in „unbesetzten“ Räumen absichtlich Ozon zu erzeugen.

Der größte Teil des Sauerstoffs ist O2, also zwei miteinander verbundene Sauerstoffmoleküle. Die chemische Formel von Ozon ist O3 und es ist sehr instabil. Es möchte unbedingt sein zusätzliches Sauerstoffatom in etwas anderes stecken und wieder O2 sein. Wenn Ozon sein zusätzliches Sauerstoffmolekül an ein anderes Molekül abgibt, oxidiert dieses Molekül und ändert seine chemische Zusammensetzung.

Die aktive Reinigungsmethode der absichtlichen Erzeugung von Ozon wird am häufigsten in Gebäuden eingesetzt, die Brand-, Rauch- oder Überschwemmungsschäden erlitten haben.

Vorteil:

Ozon ist sehr gut darin, Geruchsmoleküle zu binden und somit Gerüche zu entfernen. Es kann auch Bakterien, Schimmelpilze und Viren neutralisieren, einschließlich des Virus, das COVID-19 verursacht.

Nachteile:

Absichtliche Ozonerzeugung kann Zimmerpflanzen töten; es reizt auch die Lungen von Haustieren und Menschen. Es kann auch schwerwiegendere Probleme verursachen, wie z. B. eine Schädigung des Nervensystems.

Aus diesem Grund kann die Ozonerzeugung nicht in bewohnten Räumen eingesetzt werden und bietet daher keinen dauerhaften Schutz. Für Verbraucher ist es auch schwierig, die genaue Menge an Ozon zu kontrollieren, die ihr Gerät erzeugt. Das Ozon tut nichts, um die Partikel zu entfernen.

Allgemeine Bewertung:

Wir empfehlen, sich davon fernzuhalten, es sei denn, Sie sind ein Fachmann, der darin geschult ist, es gemäß den richtigen Risikomanagementprotokollen zu verwenden.

Aktive Ionisatoren:

Aktive Ionisatoren sind elektrisch geladene Partikelgeneratoren, die eine Kohlefilterbürste oder -elektrode verwenden, um Luftmoleküle aufzuladen und Ionen zu erzeugen. Es mag den Anschein haben, dass dies fast identisch mit den im vorherigen Beitrag erwähnten elektrostatischen Abscheidern ist (Passive vs. aktive Luftreinigung. Teil I: Vor- und Nachteile der passiven Reinigung).

Der Unterschied zu aktiven Ionisatoren besteht darin, dass diese Ionen in den Raum geschickt werden (entweder durch natürliche Luftströmungen oder durch einen Ventilator). Diese Ionen haften sich an Partikel in der Luft an und laden sie auf. Diese geladenen Teilchen werden von anderen Teilchen angezogen und verklumpen, um größere Teilchen zu bilden. Diese neuen Superpartikel sind zu massiv, um in der Luft zu schweben und fallen auf Oberflächen im Raum. Alternativ passieren geladene Teilchen nahe an Wänden oder Oberflächen und bleiben an ihnen haften (so wie ein Ballon mit einem Pullover interagiert).

Vorteil:

Der Hauptvorteil der Ionisierung besteht darin, dass es sich um eine aktive Reinigung handelt. Es behandelt die Luft im Raum, anstatt darauf zu warten, dass die Luft den Luftreiniger erreicht. Es wirkt auf Allergene und Partikel und hat sogar eine gewisse Fähigkeit, auf Krankheitserreger zu reagieren. Lüfterlose Ionisatoren haben außerdem den Vorteil, leise zu sein.

Nachteile:

Der bemerkenswerteste Nachteil der Ionisation ist, dass sie nichts für Oberflächen tut; Tatsächlich verschlechtert es Oberflächen, da Oberflächen zum Reservoir werden, auf dem Ionisatoren Verunreinigungen ablagern. Die Ionisierung trägt auch nicht dazu bei, die Luft von VOCs oder anderen Gasen zu reinigen. Ionisatoren können Ozon als unbeabsichtigtes Nebenprodukt erzeugen.

Eine letzte Anmerkung:

Wenn die Partikel aufgeladen sind, bleiben sie an allem haften, vielleicht sogar an Ihrer Lunge. Tatsächlich können ionisierte Partikel mit einer viel höheren Rate an Ihrer Lunge haften bleiben als nicht ionisierte Partikel, was den Zweck eines Luftreinigers zunichte macht.

Zwei Varianten dieser Methode:

Sie werden auf dem Markt auch etwas sehen, das Bipolare Ionisation oder Nadelspitzen-Bipolarionisation genannt wird. Anstatt Ionen zu erzeugen, die entweder positiv oder negativ sind, verwendet die bipolare Ionisation ultrafeine Elektroden (die Nadelspitzen ihres Namensvetters), um negativ geladene Hydroxylionen (OH-) und positiv geladene Wasserstoffionen (H+) zu erzeugen. Anstatt Partikel zu verklumpen, reagieren Hydroxylionen mit Viren, Bakterien und VOCs und neutralisieren sie direkt.

Bipolare Ionisatoren müssen jedoch regelmäßig gereinigt werden, da die ultrafeinen Elektroden die Kohlebürste in ihrem Mechanismus verbrennen. (Einige haben Wischer, die die Elektroden automatisch freimachen.) Freiliegende Elektroden können wie immer Ozon erzeugen.

Eine Variation dieser Variante ist die Dielectric Barrier Discharge Bi-Polar Ionization, bei der die Elektrode in einer Röhre eingeschlossen ist. Die elektrische Ladung versucht, aus der Röhre herauszuspringen, kann es aber nicht und ionisiert so die Luft um sie herum.

Die EPA scheint die bipolare Ionisierung als eine unzureichend geprüfte Technologie zu betrachten.

Hinweis: Einige Unternehmen verwenden den Begriff bipolare Ionisierung auch für Maschinen, die ein dipolares Hydroxylradikal (HO•) erzeugen. Dies ist technisch gesehen keine Ionisation, sondern Polarisation. Das Hydroxylradikal lädt sich also nicht durch ein zusätzliches Elektron auf, sondern wird durch den Verlust eines ganzen Wasserstoffatoms polarisiert.

Allgemeine Bewertung:

Herkömmliche Ionisatoren haben mehr Nachteile und Risiken als Vorteile. Bipolare Ionisatoren sind besser.

Photokatalytische Oxidation (PCO)

Wenn die Sonne auf die Erdatmosphäre trifft, bildet sie sogenannte reaktive Sauerstoffspezies. Das ist genau das, wonach sie klingen: instabile sauerstoffbasierte Moleküle, die leicht mit anderen Molekülen reagieren. Das wichtigste davon ist das Hydroxylradikal (nicht zu verwechseln mit dem oben erwähnten Hydroxylion); Hydroxylradikale entstehen, wenn Sonnenlicht eines der Wasserstoffatome aus dem Wasser entfernt und ein reaktives Molekül mit der Formel HO• hinterlässt. (Hydroxyl kann auch entstehen, wenn Ozon ein Sauerstoffatom aus Wasser nimmt.)

Das Hydroxyl will sich verzweifelt stabilisieren, indem es sich ein anderes Atom schnappt. Es kann sein eigenes Atom zurücknehmen, es kann ein anderes Hydroxyl nehmen und Wasserstoffperoxid bilden, oder es kann Kohlenstoff oder Wasserstoff aus Schadstoffen in der Luft aufnehmen. Es ist diese letzte Reaktion, die uns interessiert. Hydroxyle spalten Methan, Benzol und andere Gase auf Kohlenstoffbasis. Sie nehmen auch Atome aus den äußeren Schichten von Viren, Bakterien und Pilzen und inaktivieren sie.

Dies ist eine frühe Version der Technologie, die entwickelt wurde, um diesen Prozess im Freien und in Innenräumen nachzuahmen. Eine geschützte UV-Lampe leuchtet auf einen Katalysator (normalerweise Titandioxid) und erzeugt Hydroxyle und andere reaktive Sauerstoffspezies. Ein Ventilator bläst diese Moleküle durch den Raum (oder sie können durch natürliche Luftströme durch den Raum diffundieren), wodurch Viren, Bakterien und Schimmelpilze deaktiviert und Gerüche und VOCs entfernt werden.

Vorteil:

PCO ist ziemlich erfolgreich bei der schnellen Eliminierung von Viren, Bakterien, Schimmelpilzsporen und VOCs. Da es sich um eine aktive Reinigungstechnologie handelt, tritt sie im gesamten Raum auf und nicht nur im Inneren des Luftreinigers.

Nachteile:

Die frühe photokatalytische Oxidation (PCO) neigt dazu, unerwünschte Nebenprodukte wie Ozon (aus der UV-Lampe) oder Formaldehyd (möglicherweise aus dem unvollständigen Abbau von VOCs oder Methan) zu erzeugen. PCO tut nichts gegen Staub, Allergene oder Partikel. UV-Lampen müssen auch gelegentlich gewechselt werden, und der Katalysator hat eine begrenzte Lebensdauer.

Drei Variationen dieser Technik:

Eine sehr interessante und energieeffiziente Idee zur Raumreinigung verwendet bestimmte Arten von Titandioxid-Farben, die PCO fördern sollen. Die Hydroxyle werden dann gebildet, wenn Sonnenlicht auf die Farbe trifft. Dies kann jedoch die gleichen unerwünschten Nebenprodukte erzeugen.

Eine zweite Variante von PCO beinhaltet die Verwendung eines anderen Katalysators zur Erzeugung von Wasserstoffperoxid anstelle von Hydroxyl und Superoxid. Diese Technik wird trockenes Wasserstoffperoxid genannt. Hydroxyl ist jedoch viel effektiver beim Abbau von Viren in der Luft als Wasserstoffperoxid.

Einige unserer Konkurrenten verwenden eine sogenannte photoelektrochemische Oxidation (PECO), die reaktive Sauerstoffspezies auf eine Behandlungskammer beschränkt, anstatt sie durch den ganzen Raum zu schicken. Dies reduziert die aktive PCO-Methode auf eine passive Methode, wodurch viele der Vorteile von PCO zunichte gemacht werden.

Allgemeine Bewertung:

Die photokatalytische Oxidationstechnologie (PCO) ist eine obsolete Technologie.

Fortgeschrittene Photokatalyse: Active Pure®

Active Pure® funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie PCO, aber Entwicklungen in der Zellform, der Katalysatorzusammensetzung und der Kolbenbeschichtung verhindern die Bildung unerwünschter Nebenprodukte.

Vorteil:

Fortgeschrittene photokatalytische Raumluftbehandlungsgeräte sind außergewöhnlich bei der Reduzierung von Krankheitserregern in der Luft. Eine Studie nach der anderen zeigt, dass diese Reiniger 99,99 % der Viren, Bakterien und Schimmelpilze innerhalb von Minuten reduzieren. Unter Laborbedingungen reduzierte ein Gerät mit ActivePure-Technologie 99,9 % des Virus, das COVID-19 verursacht, in drei Minuten. Dies ist einer der Gründe, warum ein weiteres ActivePure-Gerät, der Medical Guardian, von der FDA als Medizinprodukt zertifiziert wurde.

Mit der ActivePure-Technologie wird Folgendes um 99,9 % reduziert:

RNA-Virus aus dem Bakteriophagen MS2, der ein unbehülltes Virus ist und daher viel schwieriger zu inaktivieren ist als SARS-CoV-2, dessen Hülle anfälliger ist.

PHI-X174 Bakteriophagen-DNA-Virus, ein Ersatz für Hepatitis C und HIV.

Staphylococcus epidermidis grampositives Bakterium, Ersatz für Methicillin-resistent

Staphylococcus Aureus (MRSA), eine der Hauptursachen für Krankenhausinfektionen.

Erwinia herbicola Gramnegatives Bakterium, Ersatz für das Bakterium, das den Schwarzen Tod verursacht.

Schimmelpilz Aspergillus niger, der Aspergillose verursacht.

Bakterielle Endospore von Bacillus globigii, die allgemein als einer der am schwierigsten zu neutralisierenden Krankheitserreger gilt. Die ActivePure-Technologie reduzierte die Konzentrationen in 30 Minuten um 99,98 %.

Obwohl ActivePure® durch einen HEPA-Filter ergänzt wird, ist es wichtig zu bedenken, dass diese Reduzierung nicht einfach auftritt, wenn Luft durch einen Filter geleitet wird. Sie reinigen die Luft, während Sie im Raum sind.

Fortschrittliche Photokatalyse kann auch Bakterien, Pilze und Viren auf Oberflächen reduzieren. ActivePure Medical Guardian reduzierte beispielsweise COVID-19 auf Oberflächen in drei Stunden unter Laborbedingungen um 93,27 %.

Nachteile:

Leider ist nichts im Leben für immer. Irgendwann müssen die UV-Lampen ausgetauscht werden. In Anbetracht der großen Vorteile, sollte das gerne in Kauf genommen werden.

Fortschrittliche Photokatalyse reduziert weder Partikel noch Tierhaare. Aus diesem Grund ist HEPA plus Advanced Photocatalysis eine wirklich unschlagbare Kombination, die alle Grundlagen mit fast keinen der Nachteile abdeckt. Wir kombinieren viele unserer aktiven Geräte mit passiven HEPA-Filtern.

Allgemeine Bewertung:

Geräte mit ActivePure-Technologie sind aktive Reinigungssysteme, die Rekontamination und Kreuzkontamination in Echtzeit und sicher in von Menschen bewohnten Räumen minimieren, ohne Ozon oder schädliche Nebenprodukte zu erzeugen. Sie sind ideal für die echte Reduktion von Viren oder Schadstoffen in Luft und Oberflächen.

ActivePure-Geräte sind die perfekte Lösung für alle Räume, in denen Menschen leben, denen ihre Gesundheit, ihr Wohlbefinden, ihre Atemluft und die Raumklimaqualität am Herzen liegen.

Einige abschließende Worte:

Wenn es um Krankheitserreger geht, reichen passive Reiniger allein nicht aus. Die fortschrittliche Photokatalyse ermöglicht einen 24/7-Schutz der Luft, die wir alle atmen, und macht sie in einer Welt nach der Pandemie weit überlegen.

Das bedeutet jedoch nicht, dass die passive Technologie nicht ihren Nutzen hat. Wir empfehlen allen Verbrauchern, sich über die Schadstoffe und Krankheitserreger zu informieren, über die sie am meisten besorgt sind, und dann die beste Technologie (oder Kombination von Technologien) anzuwenden, um diese Bedenken auszuräumen.

Wir hoffen, dass Sie diese Zusammenfassung der Reinigungstechnologie informativ und ansprechend finden. Wir hoffen auch, dass es Ihnen bei der Auswahl des besten Luftreinigers für Ihr Zuhause oder Ihr Unternehmen hilft.

Hinweis zu Quellen

Wir sind dem EPA-Leitfaden „Residential Air Cleaners: A Technical Summary“ zu Dank verpflichtet, da er eine äußerst hilfreiche Ressource ist, um unsere Erinnerungen bezüglich der Details vieler Technologien aufzufrischen.

Wir sind auch den beiden Branchen-Whitepapers von Medstart Direct zu Dank verpflichtet. „Überblick über Luftreinigungs- und Desinfektionstechnologien zur Schaffung saubererer Luft in besetzten Innenräumen mit Schwerpunkt auf der Neutralisierung von Krankheitserregern angesichts der COVID-19-Pandemie“ und „Bekämpfung der Virusausbreitung mit Luftreinigungstechnologie“.

Wenn eine bestimmte Tatsache kein anderes Zitat hat, stammt sie aus einer dieser drei Quellen