Monet ilmanpuhdistimet käyttävät suuritehoisia hiukkasilmasuodattimia, jotka tunnetaan myös nimellä HEPA -suodattimet, pääsuodatusjärjestelminä. HEPA -suodattimia käyttävät ilmanpuhdistimet vähentävät allergeenien, pölyn ja mikroskooppisten hiukkasten määrää ilmassa. HEPA -suodattimet tunnetaan tehokkuudestaan siepata näitä ilmassa olevia hiukkasia. Todellisen HEPA -ilmanpuhdistimen on tyypillisesti poistettu 99.97% ilmassa olevista hiukkasista.
HEPA -suodattimet keksittiin käytettäväksi ilmanpuhdistimissa. Manhattan -projektin tutkijat loivat HEPA -suodatusjärjestelmän 1940 -luvulla radioaktiivisten hiukkasten poistamiseksi laboratorioiden ilmasta. Suodattimia on parannettu jossain määrin vuosien varrella, ja niitä käytetään nyt puhdistushuoneissa, sairaaloissa ja lentokoneissa sekä kodeissa ja yrityksissä.
Ilmanpuhdistimissa on kaksi HEPA -suodatustasoa. Ensimmäinen on todellinen HEPA tai absoluuttinen HEPA -taso, joka kerää 99.97% kaikista 0.03 mikronin tai suuremmista hiukkasista. Yhdysvalloissa näiden suodattimien on läpäistävä testausprosessi sen määrittämiseksi, onko niillä tämä tehokkuustaso, jotta ne voidaan sertifioida todelliseksi HEPA -suodattimeksi. Todellisissa HEPA -suodattimissa on tyypillisesti sarjanumero, joka osoittaa, että ne ovat läpäisseet testausprosessin.
HEPA -suodattimen toinen tehokkuustaso on HEPA -kaltainen tai HEPA -tyyppinen suodatin. Nämä eivät joko ole käyneet läpi todellista HEPA -testausta tai eivät ole täyttäneet sen tiukkoja vaatimuksia. Nämä suodattimet poistavat tyypillisesti 85-90% tehokkaasti ilman hiukkasia.
HEPA-ilmanpuhdistimen suodatin on tyypillisesti harmonikan taitettu arkki HEPA-laatuista suodatusmateriaalia. On kolme pääasiallista tapaa, jolla tämä materiaali HEPA -ilmanpuhdistimessa tarttuu hiukkasiin. Ensinnäkin suuret hiukkaset jäävät loukkuun, suunnilleen samalla tavalla kuin siivilä vangitsee teelehdet, mutta sallii nestemäisen teen läpäistä sen. Tätä suodatusprosessia kutsutaan sieppaukseksi, ja se on yleinen useimmissa ilmansuodatusjärjestelmissä.
Toisin kuin monet muut suodattimet, HEPA -suodattimet eivät yksinkertaisesti vangitse hiukkasia, jotka ovat suurempia kuin suodattimen pienimmät reiät. Toista suodatustapaa HEPA -ilmanpuhdistimessa kutsutaan iskuksi. Impaction käyttää HEPA -suodattimen kiertävää ilmavirtaa hiukkasten kuljettamiseen kuituihin. Kun ilma kulkee kuitulevyn läpi, se siirtyy ja liikkuu löytääkseen tiensä. Hiukkaset seuraavat virtaa ja jäävät usein loukkuun prosessissa.
Kolmas HEPA -ilmanpuhdistimen käyttämä suodatusprosessi, jota kutsutaan diffuusioksi, kerää pienimmät hiukkaset, lähinnä ne, joiden koko on 0.1 mikronia. Nämä hiukkaset ovat niin pieniä, että ne ovat vuorovaikutuksessa ilmavirtojen kanssa molekyylitasolla. Ne jäävät kiinni, kun ne törmäävät ilmamolekyyleihin, pomppivat pois ja osuvat suodatinkuituihin.