Filtry węglowe uzupełniają pracę filtrów HEPA. Usuwają organiczne zanieczyszczenia gazowe, które bywają bardzo szkodliwe dla zdrowia człowieka, a z którymi filtry HEPA nie dają sobie rady. Aktywny węgiel jest jednym z najważniejszych elementów w urządzeniach do oczyszczania powietrza.
Zanieczyszczenia, które zatrzymują filtry węglowe, to przede wszystkim:
Producenci mogą stosować różnego rodzaju filtry do oczyszczaczy powietrza. Najczęściej jednak wykorzystują filtry węglowe oraz filtry HEPA, gdyż jest to optymalne rozwiązanie. Wzajemnie uzupełniając swoją pracę, przyczyniają się do kompleksowego oczyszczania powietrza.
Węgiel aktywny to substancja, w której składzie znajduje się przede wszystkim węgiel-pierwiastek wyróżniający się porowatą budową. To właśnie ona pozwala mu na osiągnięcie dużej powierzchni i tak wysoką skuteczność w pochłanianiu zanieczyszczeń. 1 gram węgla aktywnego po rozwinięciu mierzy ok. 1500 m2.
Węgiel aktywny to substancje organiczne o naprawdę dużej zawartości węgla, które zostały poddane działaniu bardzo wysokiej temperatury w warunkach beztlenowych. W ten sposób wytwarzany jest porowaty węgiel, który “aktywuje się” pod wpływem dużego ciśnienia i gazu w postaci tlenu, pary wodnej lub dwutlenku węgla. W ten sposób zwiększa ilość porów i pogłębia je, by skutecznie usuwać zanieczyszczenia organiczne. Ze względu na najniższą emisję szkodliwych substancji, oczyszczacze powietrza wykorzystują węgiel z łupin orzecha kokosowego.
Istnieje możliwość modyfikacji jego właściwości, by stał się bardziej czuły na wybrane substancje lub pochłaniał także niektóre metale ciężkie i substancje nieorganiczne obecne w powietrzu. W tym celu należy pokryć (zaimpregnować) jego powierzchnię dodatkowymi związkami chemicznymi, które wchodzą w reakcję z wybraną do usunięcia substancją.
Filtr węglowy to węgiel aktywny zamknięty w odpowiedniej obudowie, który ma służyć oczyszczaniu powietrza. Aby działał efektywnie, musi cechować się odpowiednim stopniem granulacji. Najważniejsze jest, by zachował minimalny opór przepływu powietrza, więc istotne są zarówno wielkość, jak i kształt zastosowanych granulek. Najbardziej optymalny będzie więc niewielki walec, którego długość jest większa niż średnica.
Nie bez znaczenia jest również konstrukcja obudowy. Musi być bowiem wykonana w taki sposób, by zapewniać najkorzystniejsze rozłożenie granulek na powierzchni filtra. Dzięki temu możliwy jest swobodny kontakt powietrza na dużej objętości węgla.
Istnieją też rozwiązania zintegrowane, gdzie filtr węglowy połączy jest z filtrem HEPA. W ten sposób usuwają jednocześnie zanieczyszczenia lotne i stałe.
Filtry węglowe działają w oparciu o zjawisko adsorpcji. Adsorpcja natomiast polega na wiązaniu cząsteczek na powierzchni substancji - w odróżnieniu od absorpcji, która zatrzymuje cząsteczki na całej jej objętości.
Adsorpcja fizyczna, która jest podstawowym mechanizmem wykorzystywanym przez oczyszczacze powietrza, to proces opierający się na występowaniu oddziaływań międzycząsteczkowych. Występuje tylko w przypadku niespolaryzowanych cząsteczek i jest procesem, który w odpowiednich warunkach może zostać cofnięty. Adsorpcja chemiczna natomiast jest bardziej skomplikowaną reakcją chemiczną, w wyniku której powstają trwałe wiązania chemiczne. Mimo tego, że obie zachodzą jedynie na powierzchni substancji, to właśnie chemisorpcja może zajść na warstwie już wcześniej zaadsorbowanych zanieczyszczeń. Jej przewaga polega również na możliwości wiązania większych cząsteczek, które mają dłuższe łańcuchy.
Warunkiem zajścia zjawiska każdego rodzaju adsorpcji jest obecność węgla w strukturze substancji. W połączeniu z bardzo dużą powierzchnią rozwiniętą, węgiel aktywny staje się bardzo skuteczny w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych.
Filtry węglowe do oczyszczaczy powietrza nie różnią się konstrukcją w sposób spektakularny. Warto natomiast zwrócić uwagę na ich obudowy, które przybierają inne kształty, wielkości i grubości. Podstawowa różnica to zatem ilość węgla aktywnego w danym filtrze. Choć nie ma jednoznacznej klasyfikacji, która pozwoliłaby określić, które rozwiązanie będzie najlepsze, warto podkreślić, że:
Wśród wszystkich urządzeń do oczyszczania powietrza na największą uwagę zasługują oczyszczacze powietrza LIFAair. Producent bowiem kładzie duży nacisk na zanieczyszczenia gazowe, więc w filtrach można znaleźć bardzo duże ilości węgla aktywnego - nawet do 3,5 kg. Zawierają w sobie również zeolit, którego zadaniem jest wychwytywanie tlenków siarki i azotu. Możliwości filtracji poszerzyły także inne marki - Sharp w serii KC-G podzielił masę całkowitą węgla w filtrze, dodając żele krzemionkowe, które pozwalają usunąć metale ciężkie.
Niższą skuteczność w walce z zanieczyszczeniami gazowymi wykazują filtry zintegrowane. Bywa, że zawierają znacznie mniejsze ilości węgla aktywnego. Co więcej, narażają na nasiąknięcie nim filtry HEPA.
| Model | Filtr zintegrowany | Waga | Dodatkowe substancje | Żywotność |
| LIFAair LA510 | NIE | ok. 2 kg | zeolit | do 5 lat |
| Sharp UA-HG50E-L | NIE | ok. 150 g | żele krzemionkowe | do 5 lat |
| IDEAL AP 40 Pro | TAK | ok. 370 g | brak | do 2 lat |
Filtry węglowe w oczyszczaczach powietrza mają różną żywotność. Zależna jest przede wszystkim od ilości zawartego w nich węgla aktywnego, ale także miejsca użytkowania i stanu powietrza w danej lokalizacji. Niektórzy producenci zaproponowali filtry zmywalne. Takie rozwiązanie rzeczywiście wydłuża żywotność, należy jednak dokładnie przestrzegać zaleceń producenta zawartych w instrukcji. Konieczne jest dokładne wysuszenie filtra przed jego montażem, by nie doszło do uszkodzenia urządzenia.
