Trong các thiết bị lọc không khí hiện nay trên thị trường có 2 loại bộ lọc hiệu quả nhất là HEPA H13 và bộ lọc than hoạt tính, nếu kết hợp 2 bộ lọc này trong hệ thống lọc đa tầng sẽ mang lại không khí sạch, an toàn cho gia đình. AirSun sẽ phân tích cách hoạt động của hai loại lọc này và lý do chúng trở thành “bộ đôi hoàn hảo” cho mọi không gian sống.
Bộ Lọc HEPA H13
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bộ lọc HEPA H13 được cấu tạo từ các sợi tổng hợp siêu mỏng (0,2–2 µm), xếp chồng lên nhau theo kiểu ziczac để tăng diện tích tiếp xúc với không khí. Khi không khí đi qua, các hạt ô nhiễm bị giữ lại nhờ 3 cơ chế:
Cơ chế va chạm quán tính áp dụng hiệu quả đối với hạt bụi lớn, phấn hoa, bào tử nấm, lông thú… Khi dòng khí đổi hướng quanh các sợi lọc, các hạt lớn do có quán tính lớn vẫn tiếp tục di chuyển theo hướng cũ và va chạm trực tiếp vào các sợi lọc. Sau va chạm, chúng bị giữ lại trên bề mặt sợi lọc.
Cơ chế chặn áp dụng hiệu quả đối với các hạt trung bình 0.3–1 micron. Các hạt này không đủ quán tính để va chạm trực tiếp nhưng khi dòng khí mang chúng đi sát gần sợi lọc, lực hút nhẹ giữa bề mặt sợi và hạt sẽ khiến chúng bị giữ lại.
Cơ chế khuếch tán hiệu quả đối với các hạt siêu nhỏ <0.3 micron. Các hạt cực nhỏ liên tục di chuyển hỗn loạn do va chạm với các phân tử không khí (chuyển động Brown). Đường đi zích zắc này làm tăng khả năng các hạt va vào sợi lọc và bị giữ lại.
| Cơ chế | Kích thước hạt hiệu quả | Nguyên lý |
| Va chạm quán tính | >1 micron | Quán tính hạt > điều chỉnh dòng khí |
| Chặn | 0.3–1 micron | Hạt tiếp cận sợi lọc và bám dính |
| Khuếch tán | <0.3 micron | Dao động ngẫu nhiên (Brownian) |
Hiệu suất lọc bụi khí
HEPA H13 đạt hiệu suất 99,97% với các hạt ≥0,3 µm, bao gồm bụi mịn PM2.5, phấn hoa, vi khuẩn, và một số virus. Đây là tiêu chuẩn lý tưởng cho phòng sạch, bệnh viện, hoặc gia đình có người mắc bệnh hô hấp.
| Đặc điểm | Thông số kỹ thuật |
| Hiệu suất lọc | 99,97% (hạt ≥0,3 µm) |
| Ứng dụng | Phòng sạch, bệnh viện, nhà ở |
| Tuổi thọ | 12–18 tháng (tùy môi trường) |
Bộ lọc than hoạt tính
Nguyên lý hấp phụ
Khác với HEPA, bộ lọc than hoạt tính hoạt động dựa trên cơ chế hấp phụ (không phải hấp thụ). Cấu trúc xốp với hàng triệu lỗ li ti có diện tích bề mặt ~500–1.500 m²/g giúp giữ lại các phân tử khí độc, mùi hôi, và hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC) như formaldehyde, benzen, khói thuốc.
Ưu điểm
- Than hoạt tính có cấu trúc xốp với diện tích bề mặt rất lớn, cho phép hấp phụ hiệu quả các khí độc hại như formaldehyde, benzen, SO2, CO2, H2S, cũng như các hợp chất hữu cơ bay hơi thường gặp trong không khí ô nhiễm.
- Bộ lọc than hoạt tính nổi bật trong việc khử mùi khó chịu từ thuốc lá, thức ăn, vật nuôi, hóa chất gia dụng, sơn, khói và các nguồn gây mùi khác. Đồng thời, nó cũng giúp loại bỏ các chất gây dị ứng, cải thiện đáng kể chất lượng không khí trong nhà.
- Việc loại bỏ khí độc, mùi hôi và các hợp chất hữu cơ giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh về hô hấp, dị ứng và các vấn đề sức khỏe liên quan đến ô nhiễm không khí, đặc biệt hữu ích cho người già, trẻ nhỏ và người có bệnh nền.
- Một số loại màng lọc than hoạt tính có thể vệ sinh và tái sử dụng nhiều lần, giúp tiết kiệm chi phí và giảm lượng rác thải ra môi trường. Ngoài ra, than hoạt tính thường được sản xuất từ vật liệu tự nhiên như gáo dừa, tre, thân thiện với môi trường.
- Bộ lọc than hoạt tính thường được kết hợp với màng lọc HEPA trong các máy lọc không khí cao cấp, tạo nên hệ thống lọc đa tầng. Sự kết hợp này giúp loại bỏ đồng thời cả bụi mịn, vi khuẩn, vi rút và khí độc, mang lại hiệu quả lọc toàn diện cho không gian sống.
- Việc loại bỏ các chất ô nhiễm giúp các thiết bị điện tử, điều hòa, máy lạnh hoạt động ổn định hơn, kéo dài tuổi thọ và tiết kiệm năng lượng nhờ giảm tải cho hệ thống làm mát hoặc sưởi ấm.
Tại sao nên kết hợp bộ lọc HEPA H13 và bộ lọc than hoạt tính?
Kết hợp bộ lọc than hoạt tính với bộ lọc HEPA trong hệ thống lọc không khí sẽ đảm bảo hiệu suất lọc tốt hơn, xử lý các loại ô nhiễm trong không khí mà mỗi loại bộ lọc riêng lẻ không thể đảm nhiệm đầy đủ.
Khi kết hợp, hệ thống lọc không khí sẽ xử lý được cả bụi mịn lẫn các phân tử khí độc, đảm bảo không khí sạch toàn diện, trong lành và an toàn hơn cho sức khỏe người sử dụng.
Than hoạt tính còn giúp kéo dài tuổi thọ và duy trì hiệu suất làm việc của bộ lọc HEPA bằng cách hấp phụ trước các hạt lớn và khí độc, giảm tải cho màng HEPA.
Sự kết hợp này cũng giúp giảm nguy cơ lây lan vi khuẩn, virus trong không khí, bảo vệ sức khỏe, đặc biệt ở môi trường đô thị hoặc gia đình có người nhạy cảm đường hô hấp.
Hệ thống lọc không khí, cấp khí tươi sử dụng kết hợp 2 bộ lọc HEPA và than hoạt tính được sử dụng phổ biến trong các máy lọc không khí cao cấp, phòng sạch, bệnh viện, phòng thí nghiệm và các không gian yêu cầu chất lượng không khí nghiêm ngặt.
Câu hỏi thường gặp
Cơ chế va chạm trực tiếp của bộ lọc HEPA H13 hoạt động như thế nào?
Khi không khí chứa bụi đi qua màng lọc, các hạt lớn hơn 1µm di chuyển theo dòng khí và bị chặn lại khi tiếp xúc trực tiếp với các sợi thủy tinh siêu mảnh (đường kính 0,5–2µm). Các hạt này bám dính vào sợi nhờ lực tĩnh điện và lực Van der Waals, ngăn chúng lọt qua khe hở giữa các sợi.
Tại sao các hạt lớn hơn dễ bị va chạm và giữ lại trong HEPA H13?
Các hạt lớn (≥1µm) có quán tính cao, không thể điều chỉnh hướng nhanh khi dòng khí đổi hướng quanh sợi lọc. Chúng tiếp tục di chuyển thẳng, đâm vào sợi và bị giữ lại. Hiệu ứng này tăng khi tốc độ dòng khí cao hoặc khoảng cách giữa các sợi nhỏ.
Vai trò của sự va chạm trực tiếp trong việc lọc bụi siêu nhỏ như PM2.5?
Với PM2.5 (2,5µm), cơ chế va chạm trực tiếp giữ lại 30–40% hạt, kết hợp với lọc quán tính (giữ 50–60%) và khuếch tán (10–20%). Điều này giúp HEPA H13 đạt hiệu suất 99,95% với PM2.5, đặc biệt quan trọng trong môi trường đô thị ô nhiễm.
Các yếu tố nào ảnh hưởng đến khả năng va chạm và bắt giữ hạt bụi của HEPA H13?
Mật độ sợi lọc: Sợi xếp dày đặc (dạng ziczac) tăng diện tích tiếp xúc.
Vận tốc dòng khí: Tốc độ cao làm tăng quán tính hạt, dễ va chạm hơn.
Kích thước hạt: Hạt 0,3–10µm bị giữ lại chủ yếu nhờ va chạm.
Chất liệu sợi: Sợi thủy tinh phủ điện tích tĩnh tăng khả năng hút hạt
Làm thế nào để tối ưu hóa cơ chế va chạm giúp nâng cao hiệu quả lọc khí?
Thiết kế lớp lọc sơ bộ: Lọc thô giữ hạt lớn, giảm tải cho HEPA H13.
Điều chỉnh tốc độ quạt: Duy trì tốc độ khí 0,3–0,5 m/s để cân bằng giữa quán tính và khuếch tán.
Sử dụng vật liệu sợi đa lớp: Tăng số lượng lớp lọc ziczac để tối đa cơ hội va chạm.
Kết hợp ion hóa: Ion âm trung hòa điện tích hạt, giúp chúng dễ bám dính vào sợi lọc

