Po co wymieniać filtr pyłkowy?

Po co wymieniać filtr pyłkowy? Adobe Stock – ahirao
Maciej Blum
4.4.2022

Powietrze atmosferyczne w rejonie dróg bywa mocno zanieczyszczone. Wśród zanieczyszczeń obecne są głównie drobiny wzbijane z wierzchnich warstw nawierzchni i pyły przemysłowe. Natężenie zapylenia największe jest tam, gdzie samochody mają wloty powietrza, czyli na wysokości ok. 0,5 metra. Zależnie od warunków zawartość pyłów wynosi średnio od 0,2 do ponad 50 mg/m3.

 

  • Pył zawieszony PM10 jest mieszaniną substancji organicznych i nieorganicznych.
  • Węglowodory aromatyczne w dużej części pochodzą ze spalin samochodów jeżdżących po drogach oraz są efektem niedokładnego spalania w piecach domowych.
  • Pierwszym filtrem zastosowanym w samochodzie był filtr skonstruowany przez Wilhelma Maybacha i Gottlieba Daimlera.
  • Filtr składał się ze stalowej waty i zatrzymywał tylko zgrubne zanieczyszczenia.
  • Kolejnym materiałem filtrującym był wkład z bawełną, a od 1940 r. – także wkład papierowy, w różnych formach stosowany do dziś.
  • Wymagania stawiane filtrom kabinowym są dość wysokie. Filtr w samochodzie osobowym musi czyścić do 100 m3 powietrza na godzinę.
  • Mniejsza przepustowość zapchanego filtra przekładać się będzie na niższą (nawet kilkukrotnie) wydajność układu wentylacji. 

Pyły zawieszone w powietrzu dzieli się ze względu na ich wielkość. Podziałem podstawowym jest podział na cząsteczki o wielkości do 10 μm (PM10) i na cząsteczki o wielkości do 2,5 μm (PM2,5). Oznaczenie PM oznacza cząsteczkę stałą (Particulate Matter).

Pył zawieszony PM10 jest mieszaniną substancji organicznych i nieorganicznych, która zawiera związki toksyczne, takie jak wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (m.in. benzo(a)piren, metale ciężkie oraz dioksyny i furany). Węglowodory aromatyczne w dużej części pochodzą ze spalin samochodów jeżdżących po drogach oraz są efektem niedokładnego spalania w piecach domowych. Pył ten przedostaje się do organizmu przede wszystkim przez drogi oddechowe lub pośrednio przez układ pokarmowy, kiedy spożywa się skażoną żywność (szczególnie dotyczy to metali ciężkich). Pył zawieszony PM10 przenika głęboko do płuc, ale może również kumulować się w górnych odcinkach dróg oddechowych. Grupą szczególnie narażoną na negatywne oddziaływanie pyłów są osoby starsze, dzieci oraz osoby cierpiące na choroby dróg oddechowych i układu krwionośnego.

Drugim rodzajem cząsteczek stałych są cząsteczki PM2,5, które są drobniejsze, a co za tym idzie – trudniejsze do odfiltrowania. W pyle tym znajduje się mieszanina substancji organicznych i nieorganicznych. Do atmosfery emitowany jest jako zanieczyszczenie pierwotne oraz jako zanieczyszczenie wtórne, które powstają w wyniku przemian dwutlenku siarki, dwutlenku azotu, amoniaku, lotnych związków organicznych i trwałych związków organicznych. Pył z tej frakcji przenika do najgłębszych partii płuc, gdzie jest akumulowany, stanowiąc poważny czynnik chorobotwórczy. Osiada na ściankach pęcherzyków płucnych, utrudniając wymianę gazową, powodując podrażnienie naskórka i śluzówki oraz zapalenie górnych dróg oddechowych, a także wywołując choroby alergiczne, astmę, nowotwory płuc, gardła i krtani.

Kiedy powstały pierwsze filtry?

Pierwszym filtrem zastosowanym w samochodzie był filtr skonstruowany przez Wilhelma Maybacha i Gottlieba Daimlera. W 1896 r. użyto go jako elementu filtrującego paliwo w gaźniku. Filtr składał się ze stalowej waty i zatrzymywał tylko zgrubne zanieczyszczenia. Mimo to wpływał na poprawę pracy gaźnika, chroniąc go przez zatkaniem zanieczyszczeniami zgromadzonymi w paliwie.

Kolejnym materiałem filtrującym był wkład z bawełną, a od 1940 r. – także wkład papierowy, w różnych formach stosowany do dziś. Na początku największym problemem samochodów był pewien stopień zanieczyszczenia paliwa, co dawało się we znaki praktycznie od razu po zatankowaniu. Równolegle jednak zaczęto zwracać uwagę na czystość powietrza zasysanego do silnika. Szczególne znaczenie miało to w pojazdach przemysłowych, które pracowały w warunkach dużego zapylenia. Początkowo powietrze było filtrowane przez filtry siatkowe oraz olejowe filtry cyklonowe. Raz na jakiś czas wystarczyło je opłukać i wymienić w nich olej, który swoją lepkością wiązał cząsteczki zawieszone w przepływającym przez niego powietrzu.

Filtr siatkowy z czasem okazał się zbyt niedokładny, natomiast filtr cyklonowy – duży i ciężki.

Jak ważne jest filtrowanie powietrza? Podczas spalania 8 l paliwa do zachowania stosunku stechiometrycznego mieszanki paliwowo-powietrznej konieczne jest dostarczenie do niego 72 m3 powietrza. Jeśli założyć, że w 1 m3 powietrza zawieszonych jest 5 mg pyłów, to na każde przejechane 100 km filtr wyłapuje ponad 360 mg zanieczyszczeń. Przy przebiegu 20 000 km (przeciętnie rok użytkowania samochodu) okazuje się, że są to już 72 g substancji stałych odłożonych na powierzchni filtracyjnej. A warto uzmysłowić sobie, że objętościowo daje to w przybliżeniu 1/3 szklanki.

W kabinie jeszcze więcej

Wymagania stawiane filtrom kabinowym są dość wysokie. Filtr w samochodzie osobowym musi czyścić do 100 m3 powietrza na godzinę, a filtry w samochodach ciężarowych – często nawet pięciokrotnie więcej.

To oznacza możliwość wyłapania 0,5–2,5 g zanieczyszczeń (w ciągu godziny). To znacznie więcej niż w przypadku silnika. Ponadto wymagania odnośnie do czystości powietrza wpadającego do kabiny są wyższe, ponieważ musi ono zostać oczyszczone nawet z bakterii i mikroorganizmów.

Czym zatem powinny się charakteryzować filtry kabinowe i filtry powietrza dla silnika? Skuteczne filtry mają wysokiej klasy materiał filtrujący, który chroni przed kurzem, pyłkami, bakteriami, sadzą, a także rozwojem pleśni. Włóknina wykazuje lepsze parametry separujące niż materiał papierowy i cechuje się dłuższą żywotnością.

Aby zwiększyć powierzchnię filtrującą, filtr się plisuje, czyli składa „w harmonijkę”. Dzięki temu znacznie powiększa się powierzchnia filtracyjna i chłonność filtra.

Plisowanie filtra powietrza nie tylko go usztywnia, ale też zwiększa powierzchnię filtracji. Źródło: PZL Sędziszów

Znaczną poprawę chłonności filtra powietrza bez pogarszania innych jego parametrów można osiągnąć, stosując tzw. przedfiltr (wykonany z pianki poliuretanowej lub włókniny) trwale połączony z filtrem głównym. Ten element filtra zatrzymuje większe zanieczyszczenia, zostawiając drobniejsze frakcje pyłu dla głównej przegrody filtracyjnej. Testy przeprowadzone przez producentów filtrów wykazały wzrost chłonności tego typu filtra o ok. 30%.

Czysty filtr przeciwpyłkowy bez widocznych zanieczyszczeń.
Czysty filtr przeciwpyłkowy bez widocznych zanieczyszczeń. Źródło: UFI Filters
Zanieczyszczony filtr przeciwpyłkowy. Na zdjęciu widoczne są cząstki wyłapane przez filtr. Źródło: UFI Filters

Ale to nie wszystko – filtry kabinowe wyposażone są często w warstwę zawierającą węgiel aktywowany. Odpowiada on za pochłanianie zapachów oraz węglowodorów i innych związków chemicznych zawieszonych w powietrzu: dwutlenku siarki (SO2) i tlenków azotu (NOX).

Kolejną stosowaną warstwą jest warstwa zawierająca jony srebra. Mają one właściwości biobójcze dzięki czemu eliminują z powietrza grzyby, bakterie i wirusy.
Filtry przeciwpyłkowe z biegiem czasu się zapychają, co obniża skuteczność filtrowania zanieczyszczeń. Choć przyjmuje się, że wymianę tego elementu powinno się przeprowadzać raz do roku lub po przejechaniu ok. 15–20 tys. km, to częstotliwość wymiany powinna zależeć od warunków eksploatacyjnych. Inaczej bowiem będzie wyglądał filtr po roku jazdy w małej miejscowości, a inaczej, jeśli auto poruszało się w dużym mieście, w którym często występuje zjawisko smogu.

Rodzaje zanieczyszczeń wychwytywanych przez filtr kabinowy. Źródło: UFI Filters

Przyspieszone zużycie filtra będzie miało miejsce także wtedy, gdy auto będzie często poruszać się po drogach piaszczystych bądź szutrowych albo terenach budowy. Do typowych objawów zużycia filtra kabinowego należy nadmierne zaparowanie szyby po włączeniu wentylacji, co może być oznaką nagromadzenia się wilgoci w filtrze.

Mniejsza przepustowość zapchanego filtra przekładać się będzie także na niższą (nawet kilkukrotnie) wydajność układu wentylacji. Gnijące resztki organiczne zalegające na filtrze będą natomiast przyczyną nieprzyjemnego zapachu, jaki będzie się wydobywać z kratek wentylacyjnych. Jeśli po wymianie filtra kabinowego nadal odczuwalny jest nieprzyjemny zapach z nawiewu, to konieczne jest dokładne czyszczenie parownika układu klimatyzacji oraz komory, w której jest on zabudowany. To na nim skrapla się zawarta w nadmuchiwanym powietrzu para wodna i ścieka ona do kanału odpływowego. Jeśli kanał ten jest zatkany lub ma obniżoną drożność, pod parownikiem zbiera się woda, w której panują doskonałe warunki do rozwoju mikroorganizmów, a te wydzielają nieprzyjemny zapach. 

W takim przypadku nawet ozonowanie czy czyszczenie wnętrza kabiny rozpylanymi w niej środkami może okazać się nieskuteczne. Najpewniejszym rozwiązaniem jest wtedy dokładne czyszczenie parownika, z uwzględnieniem demontażu okalającej go obudowy.

Warto wiedzieć
Metody oczyszczania układów klimatyzacji
Metoda chemiczna
Za pomocą rurki aplikacyjnej, w kierunku skraplacza przez kanał wentylacji, aplikowany jest środek chemiczny. Trwa to 10–15 minut. Następnie należy odczekać 15–20 minut, aby chemia zaczęła działać. Po tym czasie włącza się klimatyzację na niskiej prędkości, aby wydmuchać pozostałości z układu
Ozonowanie
We wnętrzu przestrzeni pasażerskiej ustawia się ozonator, czyli generator ozonu. Po uruchomieniu silnika samochodu włącza się nawiew klimatyzacji i ozonator. Ustawia się przy tym obieg wewnętrzny powietrza. Ozonator tworzy ozon, który krąży po układzie wentylacji pojazdu, zabijając drobnoustroje. Operacja ta trwa 30–40 minut.
Ultradźwięki
To jedna z najnowszych metod oczyszczania wnętrza auta z grzybów i bakterii. Zabieg odbywa się przy użyciu urządzenia, które wytwarza ultradźwięki i za ich pomocą generuje mgłę ze środka chemicznego. Mgła jest zasysana przez wlot powietrza i krąży w układzie nawiewu powietrza.
Wszystkie ww. metody należy stosować w zamkniętym samochodzie z zamkniętymi szybami, z usuniętymi bagażami i innymi przedmiotami oraz z włączonym obiegiem zamkniętym układu wentylacji.

>>>Dystrybutorzy agregatów do obsługi klimatyzacji z czynnikiem HFO 1234yf, części i akcesoria do obsługi klimatyzacji<<<

Artykuł ukazał się w czasopiśmie

O Autorze

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę