Évaluation de l’efficacité de la purification ionique par l’impacteur électrique basse pression (ELPI)

Byung Uk Lee, Mikhail Yermakov, Sergey A. Grinshpun
Center for Health-Related Aerosol Studies, Dept. of Environmental Health, University of Cincinnati, Cincinnati, OH, USA

Attention ce document est une traduction automatique Google. Nous vous avons mis la version en anglais en dessous de la version en français. Vous trouverez aussi le lien vers la version originale sur le site du fabricant.

Version traduite en français avec Google Traduction :

Introduction et objectif

  • Il a été démontré que l’émission d’ions réduit la concentration de particules de poussière et de micro-organismes en suspension dans l’air dans les environnements intérieurs. Les particules d’aérosol, chargées unipolairement par les ions émis, se repoussent et migrent vers les surfaces, ce qui entraîne leur dépôt rapide. Les émetteurs d’ions qui satisfont aux normes sanitaires (par exemple, ne génèrent pas d’ozone au-dessus des seuils établis) ont été incorporés dans des dispositifs commerciaux de purification de l’air. Les purificateurs d’air ioniques sont de plus en plus utilisés dans les environnements intérieurs.
  • Dans cette étude, trois purificateurs d’air ioniques, VI-3500 *, Air Supply / Minimate * (+) positif et Air Supply / Minimate * (-) négatif (Wein Products Inc., Los Angeles, CA), ont été évalués par rapport à leur efficacité d’épuration de l’air intérieur.
  • Étant donné que certains agents biologiques en suspension dans l’air sont principalement représentés par des particules submicrométriques et micrométriques (par exemple, les virus isolés en suspension dans l’air varient de 0,04 à environ 0,2-0,3 μm et les spores bactériennes mesurent environ 1 μm dans leur diamètre optique / aérodynamique équivalent), la gamme de tailles de particules ciblées 0,04 à 2 μm.

Méthodes

  • Configuration de la méthode ELPI (Electrical Low Pressure Impactor)Configuration des testsChambre d’essai intérieure de ~ 25 m³ 
  • Générateur de particules de fumée
  • Impacteur électrique basse pression (ELPI, TSI Inc./Dekati Ltd, St.Paul, MN)
  • Les concentrations granulométriques spécifiques enregistrées dans 12 canaux de l’ELPI, dₐ = 0,04 à 10 μm
  • La mesure de la distribution de la charge des particules
  • L’entrée d’échantillonnage ELPI est à ~ 0,2 m de l’épurateur
  • Température de l’air = 23 ± 10 ° C
  • Humidité relative = 42 ± 9%
Comparaison de la densité ionique dans les purificateurs d'air ioniques Wein
Tableau de comparaison
Mesure de la distribution de la charge des particules
Mesure de la distribution de la charge des particules

Résultats

Graphique des résultats de la décomposition naturelle
Graphique des résultats de la décomposition naturelle
Original
Répartition de la charge de particules en suspension

Les charges d’origine des particules générées dans nos expériences étaient très faibles (moins d’une charge élémentaire par particule, en moyenne). Lorsqu’un purificateur d’air ionique fonctionnait, les particules en suspension présentaient des charges électriques positives ou négatives considérables, selon la polarité du purificateur (par exemple, la charge moyenne des particules de 1 μm atteignait ~ 10²e + en 3 minutes lorsque l’alimentation en air / minimum (+) exploité). Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les données théoriques obtenues à l’aide du modèle de charge de diffusion.

Résultats des purificateurs d'air ioniques VI-3500 * et AS150MM (+) démontrant une efficacité de purification d'air significative
Résultats des purificateurs d’air ioniques VI-3500 * et AS150MM (+) démontrant une efficacité de purification d’air significative

Les purificateurs d’air ioniques démontrent une efficacité de purification d’air significative. Une opération de 30 minutes du VI-3500 * dans une chambre de la taille d’une pièce a éliminé environ 97% des particules de 0,1 μm et environ 95% des particules de 1 μm de l’air, en plus de l’effet de désintégration naturelle. Une opération de 60 minutes de l’alimentation en air / minimum (+) et de l’alimentation en air / minimum (-) a déplacé environ 83% et 84% des particules de 0,1 μm et environ 79% et 83% des particules de 1 μm de l’air, respectivement.

* Ce document concernait à l’origine les VI-2500, AS180i et AS150MM.

Version anglophone :

Evaluation of the Ionic Purification Efficiency by the Electrical Low Pressure Impactor (ELPI)

Byung Uk Lee, Mikhail Yermakov, Sergey A. Grinshpun
Center for Health-Related Aerosol Studies, Dept. of Environmental Health, University of Cincinnati, Cincinnati, OH, USA

Introduction and Objective

  • The ion emission has been shown to reduce the concentration of airborne dust particles and microorganisms in indoor environments. The aerosol particles, charged unipolarly by the emitted ions, repel and migrate toward the surfaces, which results in their rapid deposition. Those ion emitters, which meet health standards (e.g., do not generate ozone above the established thresholds) have been incorporated in commercial air purification devices. The ionic air purifiers are being increasingly used in indoor environments.
  • In this study, three ionic air purifiers, VI-3500*, Air Supply/Minimate* (+) positive and Air Supply/Minimate* (-) negative (Wein Products Inc., Los Angeles, CA), were evaluated with respect to their indoor air cleaning efficiency.
  • Since some airborne biological agents are primarily represented by submicrometer and micrometer particles (e.g., isolated airborne viruses range from 0.04 to about 0.2-0.3 μm and bacterial spores are about 1 μm in their equivalent optical/aerodynamic diameter), the targeted particle size range was 0.04 to 2 μm.

Methods

  • Setup of Electrical Low Pressure Impactor (ELPI) methodTesting setupIndoor test chamber of ~ 25 m³ 
  • Smoke particle generator
  • Electrical low pressure impactor (ELPI, TSI Inc./Dekati Ltd, St. Paul, MN)
  • The particle-size-specific concentrations recorded in 12 channels of the ELPI, dₐ= 0.04 to 10 μm
  • The particle charge distribution measurement
  • The ELPI sampling inlet is ~ 0.2 m from the purifier
  • Air temperature = 23±10°C
  • Relative humidity = 42±9%
Comparison of ion density in Wein ionic air purifiers
Comparison Chart
Particle charge distribution measurement
Particle charge distribution measurement

Results

Graph of natural decay results
Graph of natural decay results
Original
Distribution of airborne particle charge

Original charges of particles generated in our experiments were very low (less than 1 elementary charge per particle, on average). When an ionic air purifier operated, the airborne particles exhibited considerable positive or negative electric charges, depending on the polarity of the purifier (e.g. the average charge of 1 μm particles reached ~10²e + in 3 minutes when the Air Supply/Minimate (+) operated). The experimental results are in good agreement with the theoretical data obtained using the diffusion charging model.

Results of VI-3500* and AS150MM (+) ionic air purifiers demonstrating significant air purifying efficiency
Results of VI-3500* and AS150MM (+) ionic air purifiers demonstrating significant air purifying efficiency

Ionic air purifiers demonstrate significant air purifying efficiency. A 30-minute operation of the VI-3500* in a room-size chamber removed about 97 % of 0.1 μm particles and about 95% of 1 μm particles from the air, in addition to the natural decay effect. A 60-minute operation of the Air Supply/Minimate (+) and Air Supply/Minimate  (-) moved about 83% and 84% of 0.1 μm particles and about 79% and 83% of 1 μm particles from the air, respectively.

*This document originally pertained to VI-2500, AS180i and AS150MM.

Lien de la version originale :

https://weinproducts.com/news/entry/evaluation-of-the-ionic-purification-efficiency-by-the-electrical-low-pressure-impactor-elpi

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