Filtrów kabinowych nie znajdziemy w pojazdach zabytkowych, ale w autach do użytku codziennego jak najbardziej. Obecnie wyposaża się w nie już ponad 95% dostarczanych na rynek pojazdów bez względu na to, czy są to samochody osobowe, dostawcze, wielkie ciężarówki, czy nawet ciągniki rolnicze i maszyny robocze.

Dlaczego są stosowane? Tak naprawdę, podobnie jak filtry powietrza, dla ochrony przed zdegradowanym środowiskiem naturalnym. W ciągu godziny jazdy samochodem przez jego wnętrze średnio przepływa ok. 540.000 litrów powietrza, które niekoniecznie jest czyste jak morska bryza.

Badania wykazały również, że stężenie unoszących się w przedziale pasażerskim substancji szkodliwych przy braku filtra kabinowego może być nawet sześciokrotnie większe niż w powietrzu na zewnątrz samochodu.

Dlaczego? Choćby ze względu na tzw. efekt tunelowy polegający na tym, że poruszający się pojazd zasysa do wewnątrz większość znajdujących się w jego otoczeniu zanieczyszczeń i spalin.

Chroniące pasażerów aut przed pyłem, sadzą, zanieczyszczeniem gazowym i przykrymi zapachami filtry kabinowe podzielić można na dwie zasadnicze grupy – filtry standardowe i filtry z węglem aktywnym.

Filtry standardowe składają się z trzech różniej grubości i spełniających różne funkcje warstw materiału filtrującego, czyli: warstwy wstępnej, mikrowłókniny oraz włókniny nośnej. Warstwa wstępna zatrzymuje największe cząsteczki zanieczyszczeń takich jak kurz czy pyłki.

Kolejna warstwa zbudowana z mikrowłókniny wchłania dużo drobniejsze pyły, sadze i bakterie, a przez to, że jest naładowana elektrostatycznie wchłania bardzo drobne zanieczyszczenia. Porównując, mogą one być nawet do 70 razy mniejsze od średnicy ludzkiego włosa.

Zadaniem włókniny nośnej jest utrzymywanie przez cały czas eksploatacji filtra wymaganej stabilności i niezmienności konstrukcji, czyli stanowi odpowiednik stelaża filtra.

Wielu innych producentów oferuje też filtry (cząsteczkowe) wyposażone głównie w papierowe (celulozowe) media filtrujące zbudowane podobnie jak w przypadku filtrów powietrza, pyłkowe- składające się z dwuwarstwowego materiału filtracyjnego (włóknina poliestrowa i naładowane elektrostatycznie tworzywo typu meltblown). Rozwiązanie to powoduje jednak, że mają one znacznie słabsze parametry od filtrów wielowarstwowych, co w sposób oczywisty wpływa na jakość powietrza w kabinie (czytaj mniej skuteczną ochronę zdrowia pasażerów), mniejszą wydajność systemu klimatyzacji.

Na marginesie! Podczas ruchu pojazdu występuje tzw. efekt tunelowy polegający na tym, że podczas ruchu pojazdu następuje bezpośrednie zasysanie zanieczyszczeń i spalin do jego wnętrza.

Druga, wspomniana już wcześniej grupa filtrów kabinowych to filtry typu „kombi” składające się kilku warstw, w tym także zawierających aktywny węgiel. To właśnie on, poprzez wchodzenie w reakcje chemiczne z cząsteczkami zanieczyszczonego powietrza jest w stanie neutralizować szkodliwe gazy takie jak siarkowodór, tlenek siarki, tlenek azotu.

Warstwa węgla aktywnego zbudowana jest z otrzymywanego podczas procesu beztlenowego zwęglania a następnie rozdrabniania węgla, torfu, drewna, lub w przypadku niektórych producentów filtrów np. łupin orzechów kokosowych.

Dzięki tej technologii uzyskuje się strukturę, gdzie po rozłożeniu 1 gram składnika może zająć powierzchnię 1000 m². Zakładając, że przeciętnie w filtrze znajduje się od 100 do 300 gramów węgla, to przy technologii odpowiedniego pofałdowania wkładu „nawęglona powierzchnia” odpowiada powierzchni ponad 200 pełnowymiarowych boisk piłkarskich! (producenci filtrów uwielbiają takie porównania).

Najprościej mówiąc warstwa węgla działa bardzo podobnie jak gąbka, której pory są ok. 10 tys. razy mniejsze niż przekrój ludzkiego włosa. Wysokiej klasy filtry kabinowe cząstek stałych z węglem aktywnym są w stanie odseparować z powietrza zarówno najdrobniejsze pyły, bakterie i grzyby oraz alergeny na poziomie niemal 100%, ale pod jednym warunkiem… ścisłego zachowania reżimu wymian!

Większość producentów filtrów kabinowych zaleca ich systematyczną wymianę przeciętnie dwa razy w ciągu roku lub co ok. 15 tys. km, ale w przypadku samochodów ciężarowych pokonujących średnio 220 000 km rocznie częstotliwość wymian powinna być wyższa (ok. co 3 tygodnie). Nie dotyczy to jednak pojazdów pracujących w tzw. trudnych warunkach eksploatacyjnych, gdzie częstotliwość wymiany filtrów kabinowych jest znacznie wyższa.

W tych przypadkach niektórzy producenci filtrów zalecają nawet ich okresowe czyszczenie wykonywane według ściśle określonych procedur. Według ich zaleceń określone rodzaje filtrów kabinowych można regenerować nawet do 80 razy!

Sezonowość wymiany filtrów kabinowych ma swoje uzasadnienie między innymi w możliwości występowania częstszych alergii powodowanych wiosennym kwitnieniem roślin, a przed sezonem jesienno zimowym ze względu na efektywność działania systemu klimatyzacji.

Widocznym efektem zanieczyszczonego lub niepełnosprawnego filtra kabinowego jest wówczas nadmierna wilgoć w kabinie pasażerskiej i związany z tym efekt parowania szyb. Są jednak wyjątki.

Ponieważ filtr kabinowy umieszczony jest zwykle w układzie wentylacyjnym pojazdu przed wirnikiem dmuchawy dobrze jest przy jego wymianie oczyścić również jego otoczenie. Wymiany filtrów kabinowych możemy dokonywać sami, ponieważ filtry kabinowe umieszczone są zwykle w łatwo dostępnych miejscach, ale najlepiej wymianę połączyć z sezonowym przeglądem układu klimatyzacji w wyspecjalizowanym warsztacie.

To, o czym wspomnieliśmy do tej pory to widziana na co dzień rzeczywistość, ale przecież potęp, w tym również w technice, dokonuje się każdego dnia.
Dlatego dzisiejsze filtry kabinowe prawdopodobnie zastąpione zostaną innymi, bardziej nowoczesnymi.

Jedną z rozważanych opcji są opracowywane między innymi przez firmę Bosch filtry fotokataliczne stanowiące cześć, zintegrowanego systemu filtracji powietrza, z którego złożony jest moduł HVAC (Heater Ventilation Air Conditioning). Jego działanie polega na reakcji chemicznej zachodzącej pod wpływem światła, podczas której z rozdrobnionego do wielkości nanocząsteczek dwutlenku tytanu uwalniany jest aktywny tlen i zdolne do rozkładu zanieczyszczeń organicznych, spalin, bakterii i gazów zapachowych, rodniki wodorotlenowe.

Istotą tego wynalazku jest to, że filtry fotokatalityczne posiadają zdolność samoregeneracji i większej skuteczności jak również możliwość uzyskiwania optymalnej sprawności zaledwie po ok. 6 minutach pracy układu wentylacji.

Być może dodatkowym bodźcem we wprowadzaniu nowych rozwiązań i technologii okaże się również postępująca (niestety) degradacja środowiska naturalnego i konieczność stosowania bardziej wydajnych filtrów w celu odizolowania od niego pasażerów przyszłych samochodów (jakie by one nie były).

Niestety, jak mówi znane powiedzenie – „od mieszanie łyżeczką herbata nie staje się bardziej słodka”, tak i od filtrowania powietrze na naszej planecie nie stanie się bardziej czyste …, a i tak przecież kiedyś musimy otworzyć drzwi naszego auta!

Zdjęcia: Bosch, Hengst