Os purificadores de ar devem ter o filtro na frente ou atrás?

Os purificadores de ar devem ter o filtro na frente ou atrás – é melhor empurrar ou puxar o ar? O laboratório Smart Air em Pequim realizou testes do mesmo ventilador com o filtro HEPA em ambos os lados, e os resultados contradizem a intuição da maioria das pessoas.

Quando fiz o meu primeiro purificador DIY, coloquei o filtro na frente:

Em poucas semanas, várias pessoas disseram-me que eu era um idiota. Porque puseste o filtro na frente? Deve ir para trás!

Muitas pessoas têm uma forte intuição que o filtro deve ir para trás

Aqui está uma sugestão mais respeitosa do que o habitual no meu vídeo de teste ao vivo:

Fico fascinado por quantas pessoas têm esta intuição. Por exemplo, este comentador no website Quora disse que é como tentar empurrar uma corda.

Purificador ventilador no ar de empurrão frontal puxar ar

Mas quando empurro mais, a maioria das pessoas luta para arranjar uma boa razão. Para algumas pessoas, penso que é puramente uma intuição sobre ter o ar vindo de uma fonte pura. Mas aqui estão as duas razões mais coerentes que já ouvi:

Claim 1: O Filtro na Frente “Protege” o Fan.

Esta é provavelmente a melhor razão que já ouvi. Sim, colocar o filtro atrás do ventilador evitará que o pó atinja o motor e se acumule no mesmo. Penso que há um pequeno benefício, não nulo, embora não tenha visto ninguém a testá-lo.

Mas aqui está uma verificação intestinal: as pessoas correm sempre com ventiladores “desprotegidos” (chamamos-lhes apenas “ventiladores”), e isso não parece causar muito dano.

Filtro Ventilador

Claim 2: O Filtro na Frente Melhora o Desempenho.

Esta é uma ideia estranha para mim. Perguntei a vários doutoramentos em física, e eles disseram que não devia fazer diferença. A quantidade de ar que entra é igual à quantidade de ar que sai.

Mas quem sabe? Talvez haja algo sobre o processo de fluxo de ar que eu não compreenda. O meu peeve de estimação é quando as pessoas apontam para uma teoria e assumem que esta prova o assunto, sem realmente o testarem. Por isso saí e testei-o!

Air Purifier Filter Front vs. Back Test

É difícil testar com aquele primeiro ventilador que usei (acima) porque colocar o filtro na parte de trás exigiria que eu colasse fita adesiva à volta do ecrã traseiro. Isso alteraria o ventilador, pelo que não podemos comparar maçãs com maçãs.

Felizmente, testei muitos ventiladores diferentes.

E eventualmente instalei-me neste ventilador em forma de tubo a que chamo o Canhão.

É perfeito para este teste porque posso facilmente colocar o filtro HEPA na frente ou atrás. Foi o que eu fiz! Fiz 20 testes de 0,5 mícron de partículas no meu apartamento em Pequim.
Tive também um teste de laboratório de terceiros as duas versões num teste CADR.

Os resultados? Em ambos os testes, colocar o HEPA no lado de admissão fez na realidade um pouco pior! Aqui estão os resultados mais controlados do teste CADR.

Teste de Eficácia Frontal de Eficácia Traseira do Filtro

Fiquei surpreendido. Pensei que eles realizariam o mesmo.

Agora esta próxima parte é-me difícil de compreender, mas a equipa da Smart Air tem a sorte de ter um engenheiro aeronáutico. Eis um detalhe importante sobre o ventilador Cannon que não mencionei:

DIY filtro purificador de ar Cannon

O ventilador não está no meio. Em vez disso, está a cerca de 2/3rds do caminho pelo tubo. E, segundo o nosso engenheiro, ajuda a ter mais distância entre o ventilador e o filtro para que uma coluna de pressão possa acumular-se.

Again, ainda não compreendi a física, por isso convido qualquer pessoa com mais conhecimentos a acrescentar aqui a sua explicação. Mas dois conjuntos de dados independentes mostram que colocar o HEPA na frente leva a maiores reduções de partículas.

Se o ventilador estivesse no meio exacto, colocamos a hipótese de que o desempenho seria igual ao do HEPA na frente ou atrás.

Bottom Line:

Testes controlados não encontraram qualquer benefício em colocar o filtro de ar na parte de trás (puxando) em comparação com a frente (empurrando). Em vez disso, os resultados mostraram a distância entre o filtro e o ventilador afectado o desempenho do purificador mais.

Testes Input-Output

Penso que esta é uma demonstração fascinante de como me deparei com um bom design. Não sabia muito sobre dinâmica de fluxo de ar, mas fiz muitos testes de entrada-saída antes de escolher esta configuração. Por outras palavras, estava agnóstico sobre o que se passava dentro do ventilador, mas testei diferentes ventiladores, medi a saída que me interessava (redução de partículas), e isso levou-me a um bom design – apesar de não conseguir explicar porquê na altura.

Speculação: O fluxo de ar turbulento explica porque é que o “filtro primeiro” é pior?

Agora não estamos 100% seguros disto, mas com base na pesquisa sobre palhetas guia, colocar um filtro antes do ventilador fará o ar entrar no ventilador turbulento.

Purifier Guide Vanes

Fazer funcionar o ventilador em fluxo de ar turbulento (em oposição ao fluxo laminar) tem duas consequências:

A. A eficiência do ventilador é reduzida.

B. O ventilador será mais ruidoso.

No entanto, não sabemos se este efeito seria suficientemente grande para ser significativo.

P>Pôr o filtro depois do ventilador significa que o ar turbulento (do ventilador) está a entrar no filtro. Não temos a certeza do efeito que isso tem na eficiência do filtro.

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