一本正經(jīng)侃談空氣凈化發(fā)展史
2018-08-15
一臺凈化器主要結(jié)構(gòu)為:機(jī)箱外殼、過濾網(wǎng)、風(fēng)道、風(fēng)機(jī),其中的過濾網(wǎng)決定機(jī)器凈化效果,它是凈化器的關(guān)鍵。
從凈化器出現(xiàn)的那一刻起,凈化技術(shù)就一直隨時(shí)間的推移不斷更新發(fā)展,經(jīng)過多年發(fā)展,HEPA(濾紙)過濾技術(shù)成為當(dāng)前最為常用的空氣凈化技術(shù)。
關(guān)于濾紙作為凈化系統(tǒng)重要核心部分而存在最早可追溯到20世紀(jì)40年代。當(dāng)時(shí)美國正在進(jìn)行曼哈頓計(jì)劃,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)常常有核輻射粒子隨著空氣從反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)散出來,嚴(yán)重危及科學(xué)家的身心健康乃至生命安全。
出于這方面的需要,有人便開始著手尋找可高效過濾核輻射粒子的辦法。在研究的過程中,一個(gè)叫l(wèi)angmuir的科學(xué)家經(jīng)過多方研究反復(fù)求證,最終得出了兩項(xiàng)重大結(jié)論:0.3um的粒子是最調(diào)皮最不好去除;用直徑為0.2um的超細(xì)纖維制成的無紡布能高效過濾包括0.3um在內(nèi)的所有粒子。
于是,出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代的超細(xì)玻璃纖維成為美國科研實(shí)驗(yàn)室用來阻擋核輻射粒子的首選材料。用超細(xì)玻璃纖維制成的HEPA過濾器也就這樣誕生了。
20世紀(jì)60年代隨著微電子、生物制藥行業(yè)的發(fā)展,生產(chǎn)過程中對車間空氣的潔凈度要求越發(fā)嚴(yán)格,HEPA過濾器+風(fēng)機(jī)制成的過濾單元FFU(空氣凈化器的開山鼻祖)開始被廣泛推廣使用。這意味著HEPA過濾器從軍用領(lǐng)域邁向了工業(yè)領(lǐng)域,此時(shí)的過濾器材質(zhì)還是超細(xì)玻璃纖維為主。
(FFU實(shí)物圖展示)
20世紀(jì)80年代,隨著工業(yè)全球化的推進(jìn),歐美發(fā)達(dá)國家將勞動密集型的微電子工業(yè)大量轉(zhuǎn)移到人口密集、勞動力廉價(jià)的亞洲國家如中國,當(dāng)然FFU工業(yè)也隨這股大潮來到中國(主要集中在珠三角地區(qū))并被開始大規(guī)模生產(chǎn)。因?yàn)閯趧恿Τ杀镜土?,F(xiàn)FU的制造成本得以大幅下降。
也是在這個(gè)時(shí)候,HEPA過濾器開始從工業(yè)領(lǐng)域慢慢向民用領(lǐng)域滲透。歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)一是因?yàn)樯钏教岣?,消費(fèi)能力得以提升,對健康也開始注重,一是隨著環(huán)境保護(hù)意識的提高歐美綠植覆蓋率逐年增高,居所附近的植被也是十分茂密,由花粉、螨蟲引起的過敏反應(yīng)也就多了起來。因此急需一種價(jià)格是尋常百姓能夠接受的、可以過濾微小過敏源的過濾器。就這樣,在20世紀(jì)90年代,F(xiàn)FU空氣凈化裝置,開始向民用領(lǐng)域延伸,當(dāng)然原本巨大笨重的外殼也被改造成了簡便輕巧的身形。
(玻纖實(shí)物展示)
隨著凈化器在民用領(lǐng)域的不斷普及,這種以玻璃纖維為材質(zhì)制成的HEPA過濾器的缺點(diǎn)也開始暴露,如因?yàn)檫^濾器風(fēng)阻大引起的高噪音、高能耗問題,因?yàn)椴@w易碎,容易進(jìn)入肺中會對人體產(chǎn)生危害等。因此迫切需要一種新的材質(zhì)或技術(shù)來解決。
這時(shí)候,一種技術(shù)吸引了眾人眼光。從20世紀(jì)90年代開始經(jīng)過20多年的發(fā)展,靜電駐極技術(shù)日臻成熟!靜電駐極濾材集聚低阻力、低能耗、長壽命、高效率、高集塵能力等優(yōu)點(diǎn),其在空氣過濾領(lǐng)域的應(yīng)用,推動了該行業(yè)的快速發(fā)展。與此同時(shí),聚丙烯(PP)纖維較高的體電阻和表面電阻、高介電擊穿強(qiáng)度、低吸濕性和高透氣率等性能,使其成為首選的靜電駐極過濾材質(zhì)。于是,靜電駐極技術(shù)攜同聚丙烯(PP)纖維,開始進(jìn)軍空氣凈化器領(lǐng)域,聚丙烯(PP)纖維開始成為HEPA過濾器在民用領(lǐng)域的主要濾材。
(PP熔噴紙實(shí)物展示)
近年來,隨著高分子化學(xué)纖維生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,駐極體纖維能夠生產(chǎn)出比HEPA更高性能的ULPA(超低穿透率)過濾器。
隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,及國人對呼吸健康的日益重視,空氣凈化器在近些年開始進(jìn)入中國。然而工業(yè)廢氣的惡意排放及石化燃料廣泛使用所引起的重度霧霾使得同一片HEPA過濾器在國外可以使用兩三年,在我國尤其是北上廣等地只能是兩三個(gè)月。延長HEPA過濾器的使用壽命成為新突破點(diǎn)。另一方面,過濾器本身的抗菌(病毒)功能也是當(dāng)前的一個(gè)研究方向。
相信隨著時(shí)代的發(fā)展,更新更好的過濾技術(shù)和濾材將陸續(xù)出現(xiàn)。不過更希望未來的空氣凈化器更多地是用來過濾少量的花粉和塵螨,而不是有毒的空氣。