HEPA(High-Efficiency Particulate Air)是高效率空氣微粒子過(guò)濾網(wǎng)的簡(jiǎn)稱,即『高效過(guò)濾器』。常見(jiàn)的濾料是玻璃纖維,而遠(yuǎn)大采用的是PTFE。
在歷史文章《一張“網(wǎng)”如何網(wǎng)住了穿墻的風(fēng)》一文中,已通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)遠(yuǎn)大采用的HEPA中PTFE耐高溫、耐腐蝕、化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)。(對(duì)上述實(shí)驗(yàn)感興趣,可點(diǎn)擊標(biāo)題查看)
?下圖為PTFE和玻璃纖維數(shù)據(jù)對(duì)比
序號(hào)內(nèi)容PTFE玻璃纖維對(duì)比結(jié)論
1凈化效率
99.99%
99.90%凈化效率更高
2過(guò)濾最小粉塵直徑(微米)0.0750.14更安全
3風(fēng)阻(Pa)80350約1/5~1/3
4
同效率材料厚度(微米)
10500約1:50
5單位面積材料成本比7:1成本更高
6抗撕裂程度強(qiáng)
弱更耐損
*欲知此表格數(shù)據(jù)將帶來(lái)哪些具體影響,請(qǐng)下滑
在眾多空氣凈化濾材中,
遠(yuǎn)大為何選擇了成本更高的PTFE?
我們將通過(guò)以下3點(diǎn)來(lái)完成說(shuō)明:
1.PTFE是什么?
2.PTFE如何實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的凈化效率?
3.PTFE應(yīng)用于空氣凈化將帶來(lái)哪些良好體驗(yàn)?
*在論述中,將以常見(jiàn)的玻璃纖維為參照物,來(lái)說(shuō)明PTFE的各項(xiàng)性能
1. PTFE是什么?
PTFE(polytetrafluoroethylene)是聚四氟乙烯的英文簡(jiǎn)稱,俗稱塑料王。
與常用的手機(jī)外殼、剃須刀、專業(yè)口罩、汽車(chē)車(chē)燈、真空吸塵器等所用的原材料一致。
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可制成管、棒、帶、板、薄膜等形式。PTFE的單位面積材料成本,是參照物玻璃纖維的7倍。
遠(yuǎn)大的肺保系列產(chǎn)品和潔凈新風(fēng)機(jī)第3級(jí)過(guò)濾采用的超級(jí)過(guò)濾器就是PTFE多孔質(zhì)膜。
2. PTFE如何實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的凈化效率?
空氣過(guò)濾器的過(guò)濾機(jī)理主要有6種,對(duì)于小粒徑粒子,主導(dǎo)作用是『攔截作用』。
濾料纖維孔徑越小,表面積越大,攔截效果越顯著,去除亞微米級(jí)粒子的效果就越顯著[4]。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究PTFE和玻纖的最易穿透粒徑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如下:
PTFE的最易穿透粒徑(可過(guò)濾的最小粉塵直徑)約為0.075微米,玻璃纖維濾料約為0.14微米。
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根據(jù)數(shù)學(xué)積分原理可知,效率曲線與100%所圍面積可以表示穿透粒子的總數(shù)量[4]。
面積越小,所允許穿過(guò)的粒子總數(shù)越少,過(guò)濾效率更高,效率曲線如下圖:
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據(jù)了解,粉塵直徑小于5微米,可直接穿透肺泡隨呼吸進(jìn)入人體血液,而PTFE可過(guò)濾更多更小的粉塵,對(duì)人體保護(hù)強(qiáng)度更大。[4]。
3.PTFE應(yīng)用于空氣凈化時(shí),
將帶來(lái)哪些更優(yōu)的使用體驗(yàn)?
PTFE獨(dú)特的化學(xué)性能,使得其應(yīng)用于空氣凈化領(lǐng)域時(shí),除了更高的凈化效率,相較于玻璃纖維還能實(shí)現(xiàn)以下突出優(yōu)點(diǎn):
a. 通透性強(qiáng),風(fēng)阻小使電耗更低;
b. 使用壽命更長(zhǎng),從而降低更換耗材的頻率。
*風(fēng)阻更低,降低電耗
如何在滿足99.99%過(guò)濾效能的前提下,實(shí)現(xiàn)低風(fēng)阻?
PTFE薄膜具有細(xì)&薄的特點(diǎn),在顯微鏡下放大3000倍查看PTFE薄膜和玻璃纖維的物理結(jié)構(gòu)[1]如下:
PTFE薄膜纖維直徑:0.05-0.2微米;厚度約為10微米。
即每平方厘米有1億個(gè)孔,而一只圓珠筆的筆端,可容納1000-2000個(gè)孔。
相同的膜孔勁,玻璃纖維的纖維直徑高出2-25倍,厚度約為500微米,是PTFE膜的50倍。
因此,要滿足相同的濾塵效率,玻纖制成的濾料厚度必然增加。
這個(gè)物理屬性將對(duì)風(fēng)阻帶來(lái)怎樣的影響?
氣壓是由單位空間的空氣密度決定的,在滿足相同濾塵效率、相同氣流量,通過(guò)PTFE薄膜和玻璃纖維2種過(guò)濾介質(zhì)后,余壓情況將展現(xiàn)2者的風(fēng)阻情況,如下圖:
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(藍(lán)色為玻璃纖維濾料;紅色為PTFE濾料)
橫軸為不同的氣流量,縱軸為壓力損耗值。直觀可見(jiàn):PTFE膜的壓力損失約為玻纖的1/2。以日常風(fēng)力水平,玻璃纖維的風(fēng)阻為350PA,PTFE膜的風(fēng)阻在80~120PA,約為玻纖的1/3。
電力損耗由氣流量、壓力損耗、送風(fēng)效率、運(yùn)行時(shí)間共同決定。
因此壓力損耗越少,電耗隨之減少,因此選用PTFE作為超級(jí)過(guò)濾器的材料,符合遠(yuǎn)大“節(jié)能環(huán)?!钡睦砟?。
*使用壽命更長(zhǎng)
在《一張“網(wǎng)”如何網(wǎng)住了穿墻的風(fēng)》所述試驗(yàn)中,經(jīng)過(guò)濃硫酸煮沸60分鐘后的PTFE完好無(wú)損,已見(jiàn)其耐高溫、耐腐蝕,化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特性。
此外相比于玻纖,用相同強(qiáng)度的異物作劃破刺激,結(jié)果如下圖:PTFE不易破損[1]。
遠(yuǎn)大潔凈新風(fēng)機(jī)的第3級(jí)過(guò)濾——超級(jí)過(guò)濾器,更換周期長(zhǎng)達(dá)1-2年,一方面是因?yàn)榈?~2級(jí)過(guò)濾完成了98%PM2.5的過(guò)濾,使得第3級(jí)負(fù)荷減小,另一方面則是因?yàn)檫x用了優(yōu)于玻璃纖維的PTFE。
至此,遠(yuǎn)大選用PTFE作為超級(jí)過(guò)濾器的濾料,是從細(xì)節(jié)追求極致的體現(xiàn)。
高凈化效率是對(duì)產(chǎn)品高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)體現(xiàn);降低電耗長(zhǎng)久壽命,是遠(yuǎn)大對(duì)“節(jié)能環(huán)保”理念的運(yùn)用到實(shí)踐的嚴(yán)格體現(xiàn)。
超越對(duì)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的變態(tài)追求,是遠(yuǎn)大一直在堅(jiān)持的事。
佰倫空氣過(guò)濾器部分客戶:娃哈哈集團(tuán),三九藥業(yè),京東方電子,三星電子,大眾汽車(chē)等。
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