ทำไมต้องกรองอากาศหลายชั้น
อากาศในกรุงเทพฯ มีมลพิษหลายประเภทพร้อมกัน: PM2.5 (อนุภาคขนาดเล็ก), PM10 (ฝุ่นหยาบ), VOC/TVOC (สารอินทรีย์ระเหย), Formaldehyde (HCHO), CO2, NO2, และเชื้อโรค (แบคทีเรีย ไวรัส) ไม่มี Filter ชั้นเดียวที่จัดการได้ทุกอย่าง ต้องออกแบบ Stack หลายชั้น
ลำดับชั้นกรอง (Filter Stack)
ชั้นที่ 1 — Pre-filter G3/G4 (Coarse Filter): จับฝุ่นหยาบ PM10 ขนาด >10 μm ขนอากาศ ผม เส้นใยผ้า อายุใช้งาน 1–3 เดือน ราคาถูก (100–300 บาท) ทำหน้าที่ปกป้อง Filter ชั้นถัดไป ลด Load บน HEPA ยืดอายุการใช้งาน ชั้นที่ 2 — Activated Carbon Filter (VOC/Odor): ดูดซับ VOC, Formaldehyde, กลิ่น, NO2 ผ่าน Adsorption บน Carbon Pore ขนาดใหญ่ Carbon Bed ควรหนาอย่างน้อย 25–50mm (ไม่ใช่ Carbon Impregnated Filter แผ่นบางที่ประสิทธิภาพต่ำ) อายุใช้งาน 3–6 เดือน สัญญาณหมดอายุ: กลิ่นเริ่มผ่านมาได้ ใช้ VOC Sensor (SGP41) ตรวจสอบ ชั้นที่ 3 — HEPA H13 (Fine Particle): กรอง PM2.5, PM1.0, สปอร์เชื้อรา, Pollen ≥99.95% ที่ 0.3 μm (MPPS) ต้องมี Seal รอบ Frame ไม่มีรอยรั่ว (HEPA H13 ที่รั่วหมายถึงอากาศเลือกผ่านช่องว่างแทนผ่าน Filter) ราคาเปลี่ยน 800–2,000 บาท อายุ 6–12 เดือน ชั้นที่ 4 — UV-C Germicidal Lamp (Microorganism): แสง UV-C 253.7nm ทำลาย DNA ของแบคทีเรียและไวรัส ต้องการ Dose ≥40 mJ/cm² สำหรับ 99.9% inactivation (E. coli, Influenza) Residence Time ของอากาศในห้อง UV-C ต้องนานพอ: ถ้า Flow Rate 200 m³/h ปริมาตรห้อง 0.02 m³ = Residence Time 0.36 วินาที ต้องใช้ Lamp กำลัง ≥15W เพื่อให้ Dose เพียงพอ ข้อควรระวัง UV-C: ห้ามสัมผัสผิวหนังหรือดวงตาโดยตรง UV-C ทำลาย Ozone Layer เล็กน้อยผ่าน Photolysis ใช้ UV-C ประเภท Ozone-free เท่านั้น อายุหลอด 8,000–12,000 ชั่วโมง ชั้นเสริม — Electrostatic Precipitator (ESP): ใช้ไฟฟ้าสถิต ดึงอนุภาคขนาดเล็ก (<1 μm) ที่ HEPA อาจพลาด ประสิทธิภาพ 95%+ สำหรับ PM0.1 ข้อเสียคือต้องล้างทำความสะอาด Collector Plate ทุก 2–4 สัปดาห์ และสร้าง Ozone เล็กน้อย (<0.05 ppm ตามมาตรฐาน UL 867)
Photocatalytic Oxidation (PCO)
ใช้ TiO2 + UV-A เร่งปฏิกิริยา Oxidation ทำลาย VOC และเชื้อโรค ข้อดี: ไม่มี Filter เปลี่ยน แต่งานวิจัยพบว่า PCO อาจผลิต Byproduct เช่น Formaldehyde และ Acetaldehyde ที่เป็นอันตราย ถ้าออกแบบไม่ถูกต้อง ใช้ร่วมกับ Carbon Filter เสมอ
IoT-based Filter Monitoring
ใช้ Differential Pressure Sensor (BMP280 หรือ SDP31) วัดความดันข้ามแต่ละ Filter: ถ้า ΔP เพิ่มขึ้น >30–50% จาก Baseline หมายความว่า Filter เต็มต้องเปลี่ยน Home Assistant แจ้งเตือน LINE พร้อมชื่อ Filter ที่ต้องเปลี่ยน ลด CADR ลง 30–50% เมื่อ Filter เต็ม
CADR (Clean Air Delivery Rate) สำหรับห้อง
สูตร: CADR = ปริมาตรห้อง (m³) × ACH ÷ 60 สำหรับห้องนอน 20 ตร.ม. สูง 2.7m = 54m³ ACH = 5 CADR = 54 × 5 ÷ 60 = 4.5 m³/นาที = 270 m³/h ต้องเลือก Purifier ที่ CADR ≥270 m³/h