一本正经侃谈空气净化发展史
2018-08-15
一台净化器主要结构为:机箱外壳、过滤网、风道、风机,其中的过滤网决定机器净化效果,它是净化器的关键。
从净化器出现的那一刻起,净化技术就一直随时间的推移不断更新发展,经过多年发展,HEPA(滤纸)过滤技术成为当前最为常用的空气净化技术。
关于滤纸作为净化系统重要核心部分而存在最早可追溯到20世纪40年代。当时美国正在进行曼哈顿计划,科学家们发现常常有核辐射粒子随着空气从反应堆实验室扩散出来,严重危及科学家的身心健康乃至生命安全。
出于这方面的需要,有人便开始着手寻找可高效过滤核辐射粒子的办法。在研究的过程中,一个叫langmuir的科学家经过多方研究反复求证,最终得出了两项重大结论:0.3um的粒子是最调皮最不好去除;用直径为0.2um的超细纤维制成的无纺布能高效过滤包括0.3um在内的所有粒子。
于是,出现于20世纪30年代的超细玻璃纤维成为美国科研实验室用来阻挡核辐射粒子的首选材料。用超细玻璃纤维制成的HEPA过滤器也就这样诞生了。
20世纪60年代随着微电子、生物制药行业的发展,生产过程中对车间空气的洁净度要求越发严格,HEPA过滤器+风机制成的过滤单元FFU(空气净化器的开山鼻祖)开始被广泛推广使用。这意味着HEPA过滤器从军用领域迈向了工业领域,此时的过滤器材质还是超细玻璃纤维为主。
(FFU实物图展示)
20世纪80年代,随着工业全球化的推进,欧美发达国家将劳动密集型的微电子工业大量转移到人口密集、劳动力廉价的亚洲国家如中国,当然FFU工业也随这股大潮来到中国(主要集中在珠三角地区)并被开始大规模生产。因为劳动力成本低廉,FFU的制造成本得以大幅下降。
也是在这个时候,HEPA过滤器开始从工业领域慢慢向民用领域渗透。欧美等发达地区一是因为生活水平提高,消费能力得以提升,对健康也开始注重,一是随着环境保护意识的提高欧美绿植覆盖率逐年增高,居所附近的植被也是十分茂密,由花粉、螨虫引起的过敏反应也就多了起来。因此急需一种价格是寻常百姓能够接受的、可以过滤微小过敏源的过滤器。就这样,在20世纪90年代,FFU空气净化装置,开始向民用领域延伸,当然原本巨大笨重的外壳也被改造成了简便轻巧的身形。
(玻纤实物展示)
随着净化器在民用领域的不断普及,这种以玻璃纤维为材质制成的HEPA过滤器的缺点也开始暴露,如因为过滤器风阻大引起的高噪音、高能耗问题,因为玻纤易碎,容易进入肺中会对人体产生危害等。因此迫切需要一种新的材质或技术来解决。
这时候,一种技术吸引了众人眼光。从20世纪90年代开始经过20多年的发展,静电驻极技术日臻成熟!静电驻极滤材集聚低阻力、低能耗、长寿命、高效率、高集尘能力等优点,其在空气过滤领域的应用,推动了该行业的快速发展。与此同时,聚丙烯(PP)纤维较高的体电阻和表面电阻、高介电击穿强度、低吸湿性和高透气率等性能,使其成为首选的静电驻极过滤材质。于是,静电驻极技术携同聚丙烯(PP)纤维,开始进军空气净化器领域,聚丙烯(PP)纤维开始成为HEPA过滤器在民用领域的主要滤材。
(PP熔喷纸实物展示)
近年来,随着高分子化学纤维生产技术的发展,驻极体纤维能够生产出比HEPA更高性能的ULPA(超低穿透率)过滤器。
随着中国经济的飞速发展,及国人对呼吸健康的日益重视,空气净化器在近些年开始进入中国。然而工业废气的恶意排放及石化燃料广泛使用所引起的重度雾霾使得同一片HEPA过滤器在国外可以使用两三年,在我国尤其是北上广等地只能是两三个月。延长HEPA过滤器的使用寿命成为新突破点。另一方面,过滤器本身的抗菌(病毒)功能也是当前的一个研究方向。
相信随着时代的发展,更新更好的过滤技术和滤材将陆续出现。不过更希望未来的空气净化器更多地是用来过滤少量的花粉和尘螨,而不是有毒的空气。