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空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

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HEPA(High-Efficiency Particulate Air)是高效率空气微粒子过滤网的简称,即『高效过滤器』。常见的滤料是玻璃纤维,而远大采用的是PTFE

在历史文章《一张“网”如何网住了穿墙的风》一文中,已通过实验证实远大采用的HEPA中PTFE耐高温、耐腐蚀、化学结构稳定等特点。

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

∇下图为PTFE和玻璃纤维数据对比

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

在众多空气净化滤材中,

远大为何选择了成本更高的PTFE?

  我们将通过以下3点来完成说明:

  1.PTFE是什么?

  2.PTFE如何实现更优的净化效率?

  3.PTFE应用于空气净化将带来哪些良好体验?

  *在论述中,将以常见的玻璃纤维为参照物,来说明PTFE的各项性能?

PTFE(polytetrafluoroethylene)是聚四氟乙烯的英文简称,俗称塑料王。

真空吸尘器、专业口罩、常用的手机外壳、剃须刀、汽车车灯等所用的原材料一致。

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

可制成管、棒、带、板、薄膜等形式。PTFE的单位面积材料成本,是参照物玻璃纤维的7倍

远大的肺保系列产品和洁净新风机第3级过滤采用的超级过滤器就是PTFE多孔质膜

空气过滤器的过滤机理主要有6种,对于小粒径粒子,主导作用是『拦截作用』。

滤料纤维孔径越小,表面积越大,拦截效果越显著,去除亚微米级粒子的效果就越显著[4]

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

通过实验探究PTFE和玻纤的最易穿透粒径,实验结果数据如下:

PTFE的最易穿透粒径(可过滤的最小粉尘直径)约为0.075微米,玻璃纤维滤料约为0.14微米。

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

根据数学积分原理可知,效率曲线与100%所围面积可以表示穿透粒子的总数量[4]

面积越小,所允许穿过的粒子总数越少,过滤效率更高,效率曲线如下图:

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

据了解,粉尘直径小于5微米,可直接穿透肺泡随呼吸进入人体血液,而PTFE可过滤更多更小的粉尘,对人体保护强度更大。[4]

PTFE独特的化学性能,使得其应用于空气净化领域时,除了更高的净化效率,相较于玻璃纤维还能实现以下突出优点:

a.通透性强,风阻小使电耗更低;

b.更长时间使用寿命,从而降低更换耗材的频率。

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

*风阻更低,降低电耗

如何在满足99.99%过滤效能的前提下,实现低风阻?

PTFE薄膜具有细&薄的特点,在显微镜下放大3000倍查看PTFE薄膜和玻璃纤维的物理结构[1]如下:

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

PTFE薄膜纤维直径:0.05-0.2微米;厚度约为10微米。

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

即每平方厘米有1亿个孔,而一只圆珠笔的笔端,可容纳1000-2000个孔。

相同的膜孔劲,玻璃纤维的纤维直径高出2-25倍,厚度约为500微米,是PTFE膜的50倍。

因此,要满足相同的滤尘效率,玻纤制成的滤料厚度必然增加。

这个物理属性将对风阻带来怎样的影响?

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

气压是由单位空间的空气密度决定的,在满足相同滤尘效率、相同气流量,通过PTFE薄膜和玻璃纤维2种过滤介质后,余压情况将展现2者的风阻情况,如下图:

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

(蓝色为玻璃纤维滤料;红色为PTFE滤料)

横轴为不同的气流量,纵轴为压力损耗值。直观可见:PTFE膜的压力损失约为玻纤的1/2。以日常风力水平,玻璃纤维的风阻为350PA,PTFE膜的风阻在80~120PA,约为玻纤的1/3。

电力损耗由气流量、压力损耗、送风效率、运行时间共同决定。

因此压力损耗越少,电耗随之减少,因此选用PTFE作为超级过滤器的材料,符合远大“节能环保”的理念。

*使用寿命更长

在《一张“网”如何网住了穿墙的风》所述试验中,经过浓硫酸煮沸60分钟后的PTFE完好无损,已见其耐高温、耐腐蚀,化学结构稳定的特性。

此外相比于玻纤,用相同强度的异物作划破刺激,结果如下图:PTFE不易破损[1]

空气过滤滤料那么多 为什么远大偏偏选了PTFE?

远大洁净新风机的第3级过滤——超级过滤器,更换周期长达1-2年,一方面是因为第1~2级过滤完成了98%PM2.5的过滤,使得第3级负荷减小,另一方面则是因为选用了优于玻璃纤维的PTFE

至此,远大选用PTFE作为超级过滤器的滤料,是从细节追求极致的体现。

高净化效率是对产品高质量高标准的细节体现;降低电耗长久寿命,是远大对“节能环保”理念的运用到实践的严格体现。

超越对经济利润的变态追求,是远大一直在坚持的事。

引用:

[1]《无尘室用TEMISH产品介绍》

[2]《The Evolution of MEGAcel PTFE Media》

[3]《空气过滤用TEMIDH》.2007年3月.日东电工株式会社

[4]《PTFE覆膜过滤器在医药行业应用的可行性研究》.同济大学.硕士论文

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