空气过滤器的过滤机理、过滤效率、阻力、容尘

一、空气过滤器过滤机理

1、碰撞并粘住空气中的尘埃粒子，或随气流做惯性运动，或做无规则运动，或受某种场力的作用而运动。当运动中的粒子撞到障碍物，粒子与障碍物表面间存在的范德瓦尔斯力使它们粘在一起。 
a.扩散效应：小于1um的灰尘粒子在空气中作无规则的布朗运动，当碰上过滤纤维时，由于范德华力的作用而被截留下来的过程。尘粒越小，这种效应越明显； 
b.拦截效应：在纤维层内纤维错综排列，形成无数网络。当某一尺寸的微粒沿着气流流线刚好运动到纤维表面附近时，假使从流线到纤维表面的距离等于或小于微粒半径，微粒就在纤维表面被拦截而沉积下来； 
c.惯性效应：在纤维层内纤维错综排列，尘粒在随气流绕过过滤纤维时，对粒径较大的灰尘由于惯性的作用而不能绕过过滤纤维，直接撞上过滤纤维的过程； 
d.筛效应：两条纤维之间间隙小于灰尘粒径时将灰尘挡住的过程，由于要过滤的灰尘粒径99%小于1um，所以这种效应几乎不会发生。

2、纤维过滤材料过滤材料应能：既有效地拦截尘埃粒子，又不对气流形成过大的阻力，非织造纤维材料和特制的纸张符合这一要求。杂乱交织的纤维形成粉尘的无数屏障，纤维间宽阔的空间允许气流顺利通过。

3、效率随尘粒大小而异过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气的粉尘量之比为"过滤效率"。小于0.1um的粒子主要作扩散运动，粒子越小，效率越高；大于0.5um的粒子主要作惯性运动，粒子越大，效率越高。在0.1~0.3um之间，效率有一处最低点，该粒径大小的粉尘最难过滤。

4、阻力纤维使气流绕行，产生微小阻力，无数纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。过滤器的阻力随气流量增加而提高，通过增大过滤材料面积，可以降低穿过滤料的相对风速，以减小过滤器阻力。

5、动态性能被捕捉的粉尘对气流产生附加阻力，于是，使用中过滤器的阻力逐渐增加，被捕捉的粉尘与过滤介质合为一体，形成新的障碍物，于是，过滤效率略有改善。

6、静电若过滤材料带静电或粉尘带静电，过滤效果可以明显改善。其原因：静电使粉尘改变运动轨迹并撞向障碍物，静电力参与粘住的工作。在过滤纤维中增加静电，以加强对灰尘的吸引力而产生的过滤效应。由于静电存在纤维中的不稳定性，因此这种过滤效应只能短时有效。一个合格的过滤器不应含有这种不稳定的因数。

二、空气过滤器过滤效率

空气过滤器的“过滤效率”是被捕捉的粉尘量与原空气含尘量之比： 
过滤效率=过滤器捕集粉尘量/上游空气含尘量 
的效率只能通过检测才能得知，目前我国一般初、中、高中效过滤器在密封好的情况，均按供应商提供的滤材效率来定成品效率。亚高效、高效必须经过逐台检测，合格品才能出厂。而过滤器的效率级别是指在某一种检测方法前提下，对空气过滤器过滤效率进行分类的一种方法。不同的过滤器检测方法，得出同种过滤器过滤效率会不一样，分类级别也会有所区别。对初中效过滤器而言全世界大部分国家采用的是欧洲标准EN799，对高效过滤器而言采用的是EN1882。

三、空气过滤器阻力

过滤器对气流形成阻力。过滤器积灰，阻力增加，当阻力增大到某一规定值时，过滤器报废。新过滤器的阻力称为"初阻力"，对应过滤器的报废的阻力称"终阻力"。相同要求的空气过滤器初阻力越小越好。 
1、终阻力 
终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。大多数情况下，终阻力是初阻力的2～4倍。 
2、终阻力建议值 
G3（初效） 100～200 Pa 
G4（初中效） 150～250 Pa 
F5～F6（中效） 250～300 Pa 
F7～F8（高中效） 300～400 Pa 
F9～H11（亚高效） 400～450 Pa 
高效与超高效 400～600 Pa 
空气过滤器过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力值并不意味着过滤器的使用寿命会明显延长，但它会使空调系统风量锐减。因此，没有必要将终阻力值定得过高。 
低效率常使用直径大于等于10微米的粗纤维滤料。由于纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的积灰吹散，此时，阻力不再增高，但过滤效率降为零。因此，要严格限制G4以下过滤器的终阻力值。每个过滤段都应安装阻力监测装置。终阻力要靠仪表来判定，不能仅凭操作者的感觉。

四、空气过滤器容尘量

容尘量是在特定试验条件下，过滤器容纳特定试验粉尘的重量。这里的“特定”是指： 
a.标准试验风洞，以及相关试验与测量设备； 
b.比实际大气粉尘颗粒大得多的标准“道路尘”； 
c.委托方与试验方商定、或标准规定的试验方法与计算方法； 
d.委托方与试验方商定的终止试验的条件。 
容尘量与空气过滤器实际容纳粉尘的重量没有直接对应关系，孤立的容尘量数据对用户没有任何意义。

五、空气过滤器使用寿命

空气过滤器使用寿命的标准确定方式是以空气过滤器终阻力值来决定的，通过记录空气过滤器上下风侧的压力差来决定空气过滤器是否更换。在没有压差表的情况下决定何时更换初、中效空气过滤器时，可根据以下简单方式来决定是否需要更换： 
a.观察空气过滤器上下风侧滤料的颜色，如出风面滤料颜色开始变黑就要准备更换； 
b.用手触摸过滤器出风面滤料，如手上有比较多的灰尘则要准备更换； 
c.多次记录空气过滤器的更换情况，总结出最佳更换周期； 
d.在高效过滤器未达到终阻力的前提下，出现洁净室与相邻房间压差明显下降，则有可能是初中效过滤阻力太大，要准备更换。 
e.洁净室内出现洁净度达不到设计要求，或出现负压，在初中效没有达到更换时间时，则有可能是高效过滤器阻力太大，要准备更换。