Легкие человека предназначены для усвоения с воздуха кислорода и снабжения им клеток организма. Их строение рассчитано на то, что в окружающем воздухе присутствует около 20% кислорода. При соблюдении этой концентрации организму дышится легко и комфортно. Если доля кислорода резко снижается, организм начинает задыхаться. Тормозятся окислительные процессы в клетках, организм теряет энергию. Еще хуже обстоит дело, если через легкие с кровью в организм попадают оксиды углерода, азота, альдегиды или бенз-а-пирен, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей.
В начале прошлого тысячелетия проблемы загрязнения окружающего воздуха мало беспокоили городского жителя, а тем более – сельского. Техногенные газы разбавлялись избытком свежего, насыщенного кислородом воздуха с лесов и морей. Достаточно лишь было обеспечить в помещении небольшой сквознячок для обмена воздуха и дышать было комфортно. С этой функцией успешно справлялись щели в окнах и вытяжка на кухне. Но XXI столетие обострило эту проблему до катастрофических масштабов. Спасаясь от шума и пыли городов, жители квартир загерметизировали свои жилища с помощью евроокон. Задыхаясь от духоты (недостатка кислорода) в законсервированных квартирах, они не решаются открыть форточки и пустить в комнату загазованный воздух с улицы (будет еще хуже).
Когда вопрос заключался только в проветривании комнат свежим воздухом с улицы, с этим вопросом легко справлялись вентиляционные клапаны типа «КИВ-125» или приточная вентиляция квартир с помощью компактных устройств «Marta», «Sonair», «Aeropac» или «Селенга». Но с увеличенным загрязнением воздуха выхлопными газами они справиться не могут. Для нейтрализации низкомолекулярных оксидов и альдегидов необходимо оборудование с фотокаталитическим фильтром.
Процесс фотокатализа заключается в ускорении или возбуждении химических реакций на поверхности фотокатализатора под воздействием света. Фотокатализатор, поглощая кванты света, способен ускорять или возбуждать химические превращения соединений химических элементов, вступая с ними во взаимодействие. После каждого цикла таких взаимодействий фотокатализатор регенерирует свой химический состав. В современных фотокаталитических фильтрах применяется нанокристаллический катализатор Pt(Pd)/TiO2 . Процесс фотокатализа происходит при облучении катализатора мягким ультрафиолетовым излучением в «А» диапазоне (длина волны излучения более 320 нМ). При комнатной температуре вредные примеси разрушаются с образованием воды и двуокиси углерода. Конструктивно фильтр представляет собой цилиндрический пористый элемент, на внутреннюю поверхность которого нанесен катализатор. Внутри цилиндра расположена УФ лампа. Прохождение воздуха через пористый элемент обеспечивается приточным вентилятором.
Фотокаталитический очиститель (ФКО) может очистить воздух от:
• Выхлопных газов
• Техногенных загрязнений, содержащих угарный газ, оксиды азота, фенол, озон, формальдегид
• Аммиака, сероводорода
• Болезнетворных вирусов и бактерий
• Аллергенов животного и растительного происхождения.
Поиск прикладного использования теоретических разработок по фотокатализу начались в мире в 90-х годах прошлого столетия. Научные мужи в период 1993-1995 годов провели пять научных конференций, посвященных анализу практического использования и доработке оборудования с применением ФКО в общественных зданиях и на производствах. Многие мощные промышленные фирмы, занимающиеся производством вентиляционного и климатического оборудования, начали разработки бытовых приборов очистки воздуха с помощью ФКО. Первой на мировой рынок с таким бытовым очистителем вышла фирма Toshiba в 1998 году. Уже через год она выпустила миллионный прибор.
В это же время в России началось экономическое возрождение после «перестройки». Государство отдало многие вопросы на волю рыночным отношениям и предпринимательской инициативе. Не получая необходимой государственной поддержки, многие научные институты и научные специалисты самостоятельно продолжали работы по начатым в советские времена темам, но уже с учетом личных интересов. Так в комнате дочери профессора Института катализа СО РАН, которая страдала от аллергии, появился первых самодельный очиститель воздуха с применением ФКО. Это была квартира профессора Е.Н. Савинова в Новосибирске, а на дворе был 1996 год.
Уже в следующем году профессор с единомышленниками создали ООО «Информационно-технологический институт» и начали работы по разработке серийного образца бытового очистителя с ФКО. Через год свет увидела первая партия приборов Аэролайф Севеж-45. Зарегистрированы торговые марки « Аэролайф» и «Севеж», получен сертификат соответствия и гигиеническое заключение на «Фотокаталитический очиститель воздуха – светильник» (так была запатентована полезная модель). Так началось в Новосибирске производство отечественных приборов. Отметим, что в это время Toshiba уже продала первый миллион своих приборов. Серия приборов «Севеж» разрабатывалась и производилась как очистители комнатного воздуха, по аналогии с импортными образцами Toshiba, Daikin, IQAir, Air Comfort, Bork.
Знаменательным, для отечественной индустрии очистителей воздуха с использованием ФКО, стал 2003 год. В этом году появились два достаточно мощных производства по выпуску приточных вентиляционных систем с использованием ФКО в Липецке (фирма «Аэролайф») и в Москве (фирма «VENTMACHINS»). Первая, естественно, была подразделением «Информационно-технологического института», а вторая – компании «Лаборатория климата», основанной в 1995 году.
Именно фирма «VENTMACHINS» первой разработала и произвела в 2004 году бесшумную установку для приточной вентиляции небольших помещений «ПВУ-120» в конструкции которой, вместе с вентиляцией, была предусмотрена мощная система очистки воздуха с применением ФКО. Развивая эту тему, фирма разработала и поставила на производство целый ряд аналогичного оборудования: «Сфера», ПВУ-350, ВМ-200, «Колибри», V-STAT. Фирма «Аэролайф» в это время разработала и освоила системы приточной вентиляции «Аэролайф С220» и «Аэролайф КФУ2».