HPEA滤材过滤原理

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HPEA对什么最有效?

　　很多朋友有一个认识上的误区，那就是越大体积的颗粒物HEPA的去除能力越强，其实不然，HEPA是依靠细颗粒物与固体之间的范德华力进行工作的，因此它对于0.5微米以上和0.1微米以下的颗粒物的过滤效率很好，由于0.1微米的颗粒做布朗运动，粒子越小，布朗运动就越强烈，被撞击的次数就越多，吸附效果就好，而0.5微米以上的颗粒做惯性运动，质量越大，惯性越大，所以过滤效果就好。相比较而言直径为0.1-0.3微米的颗粒物反而成了HEPA的去除难点。

　　注：分子间作用力指存在于分子(molecule)与分子之间或惰性气体(noble gas)原子(atom)间的作用力，又称范德华力(van der waals)，具有加和性属于次级键。

　　1：筛效应

　　当介质组成(纤维、筛孔、波纹金属等)之间的缺口尺寸小于粒子直径时，过滤器经过设计捕捉这些颗粒。这种原理广泛应用于大多数过滤器设计中，完全取决于颗粒的直径大小、介质间距和介质密度。

　　2：惯性效应

　　利用空气方向的快速变化和惯性原理将大量(粒子)从气流中分离出来。处于某个速度的微粒子趋向于保持这种速度，并保持相同的方向继续前进。如果过程粒子浓度很高，一般应用这种原理。并且，在很多情况下，预过滤器模式和更高效的终过滤器均采用这种原理。

　　3：拦截效应

　　为了实现拦截，一个粒子必须从一个纤维半径距离内进入。颗粒因此与纤维接触并附着其中。拦截原理与嵌入原理相比，不同之处在于被拦截的颗粒较小，且其惯性不能足够使颗粒继续直线运行。因此随空气流动直至与纤维接触。

　　4：扩散效应：

　　小于1μm的尘埃不随气流运动，而是因空气分子的撞击做“布朗运动”。如果撞击在过滤纤维上就被捕获。所以，粒子越小，布朗运动越剧烈，过滤效果越好。

　　所以，HEPA滤网并不像筛子一样，当粒子小于1μm的时候，越小还越容易去除。反而是那些不大不小的粒子，特别是0.3μm的粒子最难去除。这也解释了第一段的这句话“滤网的标准由美国能源部设定，对粒径在0.3μm的粒子， 过滤效果约为DOP 99.97%以上。”

　　什么是HEPA的单次过滤效率

　　在过滤理论当中，单次过滤效率是经常出现的术语，他定义是：单位时间内被滤纸捕捉的粉尘与通过上游某处滤材投影面全部粉尘的比值。这个定义可以用公式来表示 E=Vt/V 式中 E——表示单次滤纸过滤效率 Vt——单位时间内滤纸捕捉的粉尘量 V——表示单位时间内通过过滤纸投影面的粉尘。

　　Albrecht(1931) 最先给出上述定义公式，他当时用了三种关系式来记录颗粒物撞击圆柱体的比率，三个关系式的分母分别是圆柱体的直径、周长和撞击面弧长。其中用直径做分母的那个表达式就是后来的HEPA滤网单次效率 由于他很直观，日后的过滤理论就借用了那个关系。

　　空气净化器中使用的HEPA滤网效率越高就越好估计是很多消费者的认知，然而事实的真相却并非如此。

　　众所周知，考验空气净化器性能的一个重要指标就是CADR，影响CADR的因素包括了HEPA滤网效率和空气净化器的风量。

　　之前咱们也介绍过，HEPA效率越高，阻力也越大，净化器的实际通风量也会减小。风量减小，单位时间内的净化次数也会减少，CADR值降低。

　　HEPA效率增加--->阻力增加--->风量减小--->CADR值减小