فیلتر هوا :
فیلترهای هوا برای زدودن ذرات معلق در هوا به کار می‌روند و کاربردهای بسیاری دارند که در ادامه به معرفی عمده‌ترین کاربرد آنها می پردازیم.
کاربرد دستگاه فیلتر هوا :
فیلتر هوا در انواع مختلف و با کارایی های متفاوت وجود دارد.
اما به طور کلی مهم ترین کاربرد فیلتر هوا و در واقع اصلی ترین کاربرد آن، تصفیه هوا و به دام انداختن ذرات موجود در هوا است.
از فیلتر هوا در مناطق مختلف و در دستگاه ها و وسایل گوناگون استفاده می شود، اما عمده‌ترین کاربرد فیلتر هوا برای استفاده در اچ‌وی‌ای‌سی و خودروها است.
در ادامه برخی از کاربرد فیلتر هوا را برای شما کاربران عزیز شرح می دهیم.
یکی از موارد عمومی کاربرد فیلتر هوا، استفاده از برخی از انواع فیلتر هوا نظیر فیلتر هوا کاغذی در موتور و کابین خودرو است.
استفاده از فیلتر هوا برای موتور مانع از ورود گرد و غبار به داخل موتور و در نتیجه موجب سوخت رسانی صحیح در اتومبیل می شود و نقش به سزایی در کاهش میزان مصرف سوخت خودرو دارد.
از دیگر کاربرد فیلتر هوا استفاده آن در کابین خودرو است که باعث پاکسازی هوای ورودی به داخل کابین و اتاق خودرو می شود.
از فیلتر هوا در دستگاه های مختلف نیز استفاده می شود که می توان از میان آنها به دستگاه هایی نظیر:
ماشین چمن زنی، فیلتر هوا در جاروبرقی، فیلتر هوا در کولر گازی، دستگاه تصفیه هوا و دستگاه فیلتر هوا اشاره کرد.
در تمام این دستگاه ها معمولا از انواع فیلتر هوا برای پاکسازی و به دام انداختن ذرات موجود در هوا استفاده می کنند.
دیگر کاربرد فیلتر هوا در مصارف پزشکی و به ویژه اتاق های قرنطینه است.
در مصارف پزشکی بیشتر از فیلتر هوا یونی و یا اشعه uv استفاد می شود.
این موارد تنها برخی از کاربرد فیلتر هوا است که در اینجا گفته شد.
فیلتر هوا مصارف بسیاری دارد و می توان از آن در بسیاری از دستگاه ها به صورت بهینه استفاده کرد.
کاربرد فیلتر هوا در صنایع اچ‌وی‌ای‌سی :
کاربرد فیلتر هوا مورد استفاده در صنایع اچ‌وی‌ای‌سی با توجه به میزان بازدهی در چهار دسته طبقه‌بندی می‌شوند:
فیلترهای با بازدهی پایین :
این فیلترها توانایی جذب ذرات تا ۵۰ میکرون را دارا هستند.
جنس این پالایه‌ها می‌تواند از فایبرگلاس، پشم شیشه یا مواد چسبنده‌ای به نام تاکیفایر باشد.
عیب این فیلترها این است که به مرور زمان قطعات آن از بستر فیلتر جدا شده و بازدهی بشدت پایین می‌آید.
کاربرد این فیلترها بیشتر به عنوان پیش فیلتر است.
فیلترهای با بازدهی متوسط :
این فیلترها قابلیت جذب ذرات ۵ تا ۱۰ میکرون را داشته و جنس آنها معمولاً از پلی استر یا الیاف کتان-پلی استر می‌باشد.
این فیلترها بیشتر به‌صورت چیندار هستند که این ویژگی باعث می‌شود،
سطح بیشتری برای جداسازی ذرات از هوا وجود داشته باشد،
هرچند این ویژگی باعث ایجاد مقاومت در برابر جریان هوا و افزایش افت فشار می‌گردد.
بازده این فیلترها با توجه به معیار سنجش نقطه‌ای گرد و غبار حداکثر برابر با ۳۰ درصد است.
فیلترهای با بازدهی بالا :
فیلترهای با بازدهی بالا توانایی جذب ذرات تا ۳/۰ میکرون را دارند،
و بازده آنها بین ۳۰ تا ۹۸ درصد بر مبنای معیار سنجش نقطه‌ای گرد وغبار است.
فیلتر کیسه‌ای، فیلترهای با بستر صلب و فیلترهای با صفحات حلقوی داخلی در این دسته از فیلترهای هوا قرار می‌گیرند.
فیلترهای با بازدهی بسیار بالا :
این فیلترها برای کاربردهای خاص مانند اتاق‌های عمل بیمارستان‌ها، آزمایشگاه‌ها،
و اتاق‌های تمیز صنعتی به‌کار می‌روند و توانایی جذب ذرات تا ۱۲/۰ میکرون را دارند.
فیلترهای هپا و اولپا در این دسته از فیلترها قرار می‌گیرند و بازدهی آنها تا ۹۹۹۹/۹۹ درصد نیز می‌رسد.
چرا بايد فيـلتر هوا را تعويض کنم و هزينه‌اي بابت آن بپردازم؟
مگر خودرو مثل انسان بوده که هواي کثيف روی آن تاثير بگذارد؟ يا مگر خودرو نيز بايد هوای تميز استفاده کند؟
همان طور که در مسير منزل هستيد احساس می کنيد شتاب‌گيری خودرو بسيار بهتر شده است.
بعد از مدتی متوجه می شويد مصرف سوخت نيز به حالت اول رسيده و گويا از قبل نيز کمتر شده است.
شايد جوابي نه چندان دقيق در مقابل سوال خود دريافت کرده باشيد اما هنوز جواب دقيق آن را نمي‌دانيد؟
همان‌طور که ذکر شد در اين هفته مي‌خواهيم به موضوع فيلترينگ هوا پرداخته و اين موضوع را بررسي کنيم.
فيلترينگ در معني لغوي به معني تصفيه کردن و پاک کردن است. حال ممکن است اين تصفيه کردن بر روي هر سيالي انجام شود.
در اين هفته ما قصد داريم به تصفيه کردن هوا و تميز کردن آن در خودرو دقيق‌تر نگاه کرده و نقش فيلتر هوا را به درستي بيان کنيم.
همان طور که ذکر شد تمامي موتورهاي احتراق داخلي همانند بدن انسان تنفس کرده و هواي تميز و پر اکسيژن را مکيده و در مقابل گازهاي ديگري چون دي‌اکسيد کربن و مونو‌اکسيد کربن هيدرو‌کربن‌هاي نسوخته و … را بيرون مي‌دهد.
اما نکته مهم در اينجا اين است که همان‌طور که در بدن انسان آلودگي هوا قبل از ورود توسط موهاي بيني و مخاط آن گرفته مي‌شود،
در موتور هم آلودگي هوا توسط فيلتر هوا گرفته شده و سپس هواي تميز وارد مي‌شود.
نیاز به وجود فیلتر هوا :
با بزرگ‌شدن شهرها و زياد شدن آلودگي‌هاي مختلف و از طرفي حساس بودن قطعات مكانيكي موتور در حين كار، نياز به وجود فيلتر هوا و ورود هواي بدون ناخالصي به محفظه احتراق بيشتر احساس مي‌شود.
انواع آلودگي‌هاي محيطي مثل دود خروجي اگزوز وسايل نقليه احتراقي و يا گرد و غبار هوا در شهرها، و همچنين دودهاي خروجي كارخانه هاي صنعتي و … همگي مواردي هستند که بايد قبل از ورود به موتور گرفته شوند.
به طور كلي ذرات وارد شده به فيلتر هوا قطرهاي مختلفي دارند و بين ۰٫۱ ميكرون (گرده‌هاي كوچك)، تا ۲ ميلي‌متر (ذرات شن مي‌توانند باشند كه تقريباً ۷۵درصد از ذرات داراي قطري بين ۵ تا ۱۰۰ ميكرون دارند.
جرم موادي كه در فيلتر، طي زمان روشن بودن موتور به جا مي‌مانند به شرايط آب و هوايي كه خودرو در آن استفاده مي‌شود بستگي دارد.
همچنين به کيفيت فيلتر نيز بستگي داشته که بسيار مهم است.
فيلتر هواي موتورهاي احتراق داخلي در واقع از ورود آلودگي‌هاي مضري كه سلامتي بعضي از قطعات مانند: رينگ‌ها، ديواره سيلندرها و يا بلبرينگ‌ها را به خطر مي‌اندازد جلوگيري مي‌كند.
فيلتر هوا بايستي به حد کافي آلودگي‌ها را جذب کند. اما نبايد آنقدر مسدود شود که توان مکش موتور را کاهش دهد.
براي محترق شدن يک ليتر سوخت در يک موتور درون‌سوز، ۱۰ الي ۱۲ هزار ليتر هوا از ميان فيلتر هوا توسط موتور مکيده مي‌شود.
اين مقدار زيادي هوا بوده که ذرات فراوان موجود در آن جذب فيلتر مي‌شوند،
به خصوص اگر خودرو در يک محيط آلوده يا جاده‌هاي خاکي حرکت کند.
طراحی فیلتر هوا :
در طراحی فیلتر هوا معمولاً با درنظر گرفتن شرايط اقتصادي و شرايط نگهداري خودرو ميزان جذب ذرات را براي آن تعيين مي‌كنند.
براي مثال فيلترهايی كه در خودروهای جنگي به كار مي‌روند داراي عمر بالايي هستند زيرا زمان براي تعميرات و رسيدگي به آن كم است.
امروزه با پيشرفت‌هايي كه انجام شده فيلترهاي هوا مي‌توانند تا حدود ۹۹٫۸درصد كل هواي وارد شده را در شرايط مناسب فيلترينگ كنند،
براي تست فيلترهاي هوا آنها را تحت شرايط ديناميكي قرار مي‌دهند، و مقاومت آنها را در مقابل سوراخ شدن و مواد شيميايي ويا عبور سريع جريان هاي مرطوب آزمايش مي‌كنند.
فيلتر هوا به مقدار اندكي سرعت ورود هوا به موتور را كم مي‌كند.
در نتيجه فيلتر‌هايي بهتر هستند كه با كمترين افت دبي وردي هوا بيشترين فيلترينگ هوا را انجام دهند.
انواع شكل هندسي فيلترها استوانه‌اي بود و در مدل‌هاي جديد تر از فيلترهاي مستطيلي و مسطح استفاده مي‌شود،
در تمام آنها لايه‌هاي تاخورده و صفحه‌بندي شده به كار رفته است تا بتواند در كوچكترين فضا بيشترين دريافت هوا را داشته باشد،
جنس آنها مي‌تواند از كاغذ يا فيبر سلولز با يك پوشش بيروني ويژه باشد.
فیلتر های روغنی :
البته در گذشته فيلترهای روغنی نيز در خودروها عموميت داشت.
در اين فيلترها مقدار اندکي روغن موتور در محفظه فيلتر هوا ريخته مي‌شد.
فيلتر اين خودروها مجموعه‌اي از سيم‌هاي فلزي باريک بود که در يک محفظه به هم فشرده شده بودند.
با روشن شدن موتور، هوايي که توسط يک لوله باريک از بالاي کاربراتور به زير محفظه فيلتر هوا مي‌آمد باعث پخش شدن روغن در محيط مي شد، که در نهايت سيم‌هاي فلزي آغشته به روغن مي‌توانستند ذرات معلق هوا را جذب کنند.
نمونه‌اي از اين فيلترها را مي‌توان در پژو ۵۰۴ ديد.
زمان تعويض فيلتر به زمان توصيه شده توسط كارخانه بستگي دارد،
براي مثال در محصولات ايران خودرو و پژو زمان تعويض پس از طي ۱۰ هزار كيلومتر است.
در بعضي از خودروهاي خاص اين زمان به شش سال يا ۴۰ هزار كيلومتر نيز مي‌رسد.
هامر را مي‌توان از اين دسته خودروها ناميد که زمان رسيدگي به آن براي تعويض روغن يا فيلتر هوا بسيار طولاني است.
البته همان‌گونه که در دفترچه راهنماي خودروها نيز توصيه شده است،
در صورتي که خودرو در محيط پر گرد و غبار حرکت مي‌کند زمان تعويض فيلتر بايد کوتاه‌تر باشد.
رقابت در ساخت فیلتر های هوا :
امروزه به خاطر محدوديت‌های بسته‌بندی و درخواست بازار براي فيلترهای كوچکتر، و با كارآيی بالاتر رقابت و نوآوری در ساخت اين محصول زياد شده است، و می‌توان گفت از نيازمندی های مصرف‌كننده بالا بردن زمان سرويس است.
اين کار سبب مي‌شود تا فرد ميل به تعويض بيشتری داشته براي انجام اين کار زمان زيادی صرف نکند.
اکثر فيلترهايی هوا از سلولز تغيير کرده (کاغذ) که با فيبر‌های مصنوعی ترکيب شده‌اند ساخته مي‌شوند.
آنها اکسيد سيليسيم و ساير ذرات آلوده را در خود جذب مي‌کنند و اين ذرات با بافت فيلتر ترکيب مي‌شوند.
نوعی فيلتر هوا ذرات آلوده ۵ تا ۶ ميکرونی و بزرگتر را جذب نموده، و همچنين قادر است ۸۰ تا ۹۰ درصد ذراتی که کوچکتر از ۲ ميکرون هستند را جذب خود نمايد.
بعضي از بهترين فيلترهای هوا مي‌توانند تمامی ذرات ۲ ميکروني و بزرگتر و اکثر ذرات يک ميکرونی را در خود نگه دارند.
نوآوری در ساخت فیلتر هوا :
يكي از نوآوری های توليد در ساخت فيلتر استفاده از فيلترهايی با فيبر مصنوعی است.
با ورود ذرات به داخل فيلتر ذرات در لايه‌‌های آخری گير كرده و با توجه به فضايی كه اشغال كرده‌اند به سرعت روزنه‌های هوا را مي‌بندند، اما در اين فيلتر ذرات به دام افتاده طوری قرار مي‌گيرند كه قطرشان كم شده، و چگالي آنها زياد مي‌شود و در نتيجه اجازه عبور هوا را بيشتر مي‌دهند.
در اين حالت حتي زماني که عمر فيلتر رو به آخر است باز هم موتور مي‌تواند به درستي تنفس کرده و بازده بالايي داشته باشد.
اثر الكتريسيته ساكن هم در فيلتر بايد وجود داشته باشد تا بتواند ذرات را بهتر به سطح جذب نمايد.
امروزه فيلتر‌هايي با بار الکتريکي مثبت ذرات را به سمت خود کشانده و آنها را به دام مي‌اندازند.
ممكن است در يك تقسيم‌بندي فيلترها را به انواع عميق و سطحي نيز نام ببرند، فيلترهاي نوع عميق با نوع لايه‌بندي نا موازي كه دارند مي‌توانند ذرات بيشتري را به خود جذب كنند.
اين فيلترها از نظر هزينه توليد بالاتر از سايرين بوده و کمي گران‌تر هستند.
به همين دليل استفاده آنها نسبت به انواع ديگر کمتر است.
اما اثر فيلترينگ آنها بسيار خوب بوده و بسيار موثر هستند.