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摘 要：所谓空气过滤实际上包括两个方面：灰尘过滤和分子过滤，前者指的是从空气中把灰尘过滤出来，而后者则是分离有害的气体分子，主要讨论前者。关键词：大气尘;最易穿透粒径（MPPS）;LCC 能耗节约
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）14019401
所谓空气过滤实际上包括两个方面：灰尘过滤和分子过滤，前者指的是从空气中把灰尘过滤出来，而后者则是分离有害的气体分子，本文主要讨论前者。
1 我们周围空气中的灰尘
早在二十世纪初期，科学家们就开始研究大气中灰尘直径与数量之间的关系。他们大量地在城市、乡村、高山、大海上空、沙漠、工业区以及道路边等地进行空气取样，用统计学的方法分析其中所含灰尘的直径与数量之间的关系，得出了如下的对应关系：对于大气中直径≤1μm的灰尘来说，可以清楚地得出如下结论：在重量上，只占到了灰尘总重量的30%，但在数量上，占到了灰尘总数量的99.9%。
因此，对于灰尘过滤器来说，使用的根本目的是要滤除空气中数量占大部分直径≤1μm的小灰尘。
2 灰尘过滤的基本原理
对使用过的空气过滤器用扫描电镜进行电镜分析，可以非常清楚地看到如下图像（图1）。实际上，从中可以轻易地得出如下结论：
图1 空气过滤器在扫描电镜下的图像（1）空气过滤是深层过滤，不存在表面过滤的现象。
（2）在过滤材料中有很多纤维，基本上纤维越细数量愈多，对灰尘的吸附效果越好。
当人们进一步地对空气过滤进行分析时，就对过滤机理效应越发清晰起来：
（1）扩散效应：小于 1mm的灰尘粒子不随气流运动，而是因空气分子的撞击做无规则运动，称为“布朗扩散运动”。如果撞在过滤器纤维上就被捕获。粒子越小，扩散运动越剧烈，撞击纤维的机会越多，过滤效果越好。
（2）拦截效应：小而轻的灰尘粒子随气流而运动，当绕过纤维时，离纤维表面太近的灰尘就会被拦截下来。
（3）惯性效应：较大的灰尘粒子在气流中做惯性运动。当气流绕过纤维时，惯性大的粒子来不及绕过而直接撞到纤维上。灰尘越大，惯性力越强，撞击纤维的可能性越大，过滤效果越好。
（4）筛效应：灰尘直径如果大于纤维之间的间隙，就会被拦住。一般来说，灰尘直径远小于纤维间隙，也就是说，筛效应很少发生。
对于任意一个高效空气过滤器来说，在通过额定风量的情况下，总是可以找到一种当量直径的灰尘最容易穿过这个过滤器，这个点就叫做最易穿透粒径点，简称MPPS点。目前应用最广泛的欧盟标准EN1822就是通过检测MPPS点的效率来标称高效过滤器效率的。
3 怎样降低使用空气过滤的总体费用
在没有正确了解空气过滤的机理效应之前，很多人员以为如果对初中效过滤器用水进行冲洗，反复使用这些过滤器可以节省使用费用，果真如此吗？
从严格意义上，按照洁净厂房使用单位的角度来说，甲方需要购买的并不是空气过滤器，而是需要洁净的空气用以满足生产的条件。因此，我们必须从洁净空气的角度去计算总体费用才是一个比较完整的衡量使用费用的方法。
在欧洲关于如何节约洁净厂房的总体使用费用的研究已经比较成熟，而且也有了一套比较完整的计算方法—LCC方法（Life Cycle Cost），以下是对一个实际洁净空调系统进行仪器测试的费用表格。
总费用中电费是最大的一块，因此要降低整体费用，最好的办法就是想法设法减少电费支出。
而我们很清楚，耗电量的计算公式如下：
E=q×P×tη×1000
其中：E=风机能耗（KWH度/年）；
q=风量（m3/s）；
P=系统阻力或风机全压（Pa）；
t=运行时间（小时/年）；
η=风机运行效率。
如果一个洁净系统已经建成并投入正常使用，那么以上参数中，q、t和η是完全确定不变的参数，这时系统能耗只和系统阻力的大小成正比。而整个系统中，只有过滤器的阻力是处在不断的变化之中。因此，有效降低过滤器的阻力是降低整个洁净空调系统使用费用的最佳途径，而过滤器阻力由滤料阻力和结构阻力构成，选用滤料阻力低的和有效过滤面积大的过滤器是降低系统使用费用的唯一途径！
4 科学确定更换过滤器的时间
首先我们来分析这么一个观点：当过滤器终阻力达到初阻力的2倍时，应当更换过滤器，这个观点正确吗？
当然，可以先假设这是正确的。这时我们假定有2个一模一样的过滤器，用在不同风量的2个系统中（当然还是要假定其他条件如灰尘浓度等还是一样）。初始使用的时候，通过风量大的过滤器Fd有一个初阻力△Pd，通过风量小的过滤器Fx有一个初阻力△Px，可以肯定的是：△Pd＞△Px。按照以上观点，Fd过滤器可以使用到阻力为2*△Pd时才更换，而过滤器Fx只能使用到阻力为2*△Px时就要更换。
这显然就是一个巨大的浪费！通过风量小的过滤器使用寿命从实际角度来讲，也要比风量大的过滤器使用寿命长很多。
更换过滤器真正的理由是：
（1）过滤器阻力太大，系统无法正常送风。
（2）过滤器效率下降，影响过滤效果或洁净室内洁净度。
因此，不漏的前提下，过滤器上下游压差是判断是否更换过滤器的科学标准。
参考文献
［1］中华人民共和国国家标准，GB/T 6165-2008［S］.
［2］环境科学技术学会污染控制分会.推荐规范034.2［S］.
［3］欧洲环境标准委员会EN1822 高效过滤器性能及测试［S］.
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）14019401
所谓空气过滤实际上包括两个方面：灰尘过滤和分子过滤，前者指的是从空气中把灰尘过滤出来，而后者则是分离有害的气体分子，本文主要讨论前者。
1 我们周围空气中的灰尘
早在二十世纪初期，科学家们就开始研究大气中灰尘直径与数量之间的关系。他们大量地在城市、乡村、高山、大海上空、沙漠、工业区以及道路边等地进行空气取样，用统计学的方法分析其中所含灰尘的直径与数量之间的关系，得出了如下的对应关系：对于大气中直径≤1μm的灰尘来说，可以清楚地得出如下结论：在重量上，只占到了灰尘总重量的30%，但在数量上，占到了灰尘总数量的99.9%。
因此，对于灰尘过滤器来说，使用的根本目的是要滤除空气中数量占大部分直径≤1μm的小灰尘。
2 灰尘过滤的基本原理
对使用过的空气过滤器用扫描电镜进行电镜分析，可以非常清楚地看到如下图像（图1）。实际上，从中可以轻易地得出如下结论：
图1 空气过滤器在扫描电镜下的图像（1）空气过滤是深层过滤，不存在表面过滤的现象。
（2）在过滤材料中有很多纤维，基本上纤维越细数量愈多，对灰尘的吸附效果越好。
当人们进一步地对空气过滤进行分析时，就对过滤机理效应越发清晰起来：
（1）扩散效应：小于 1mm的灰尘粒子不随气流运动，而是因空气分子的撞击做无规则运动，称为“布朗扩散运动”。如果撞在过滤器纤维上就被捕获。粒子越小，扩散运动越剧烈，撞击纤维的机会越多，过滤效果越好。
（2）拦截效应：小而轻的灰尘粒子随气流而运动，当绕过纤维时，离纤维表面太近的灰尘就会被拦截下来。
（3）惯性效应：较大的灰尘粒子在气流中做惯性运动。当气流绕过纤维时，惯性大的粒子来不及绕过而直接撞到纤维上。灰尘越大，惯性力越强，撞击纤维的可能性越大，过滤效果越好。
（4）筛效应：灰尘直径如果大于纤维之间的间隙，就会被拦住。一般来说，灰尘直径远小于纤维间隙，也就是说，筛效应很少发生。
对于任意一个高效空气过滤器来说，在通过额定风量的情况下，总是可以找到一种当量直径的灰尘最容易穿过这个过滤器，这个点就叫做最易穿透粒径点，简称MPPS点。目前应用最广泛的欧盟标准EN1822就是通过检测MPPS点的效率来标称高效过滤器效率的。
3 怎样降低使用空气过滤的总体费用
在没有正确了解空气过滤的机理效应之前，很多人员以为如果对初中效过滤器用水进行冲洗，反复使用这些过滤器可以节省使用费用，果真如此吗？
从严格意义上，按照洁净厂房使用单位的角度来说，甲方需要购买的并不是空气过滤器，而是需要洁净的空气用以满足生产的条件。因此，我们必须从洁净空气的角度去计算总体费用才是一个比较完整的衡量使用费用的方法。
在欧洲关于如何节约洁净厂房的总体使用费用的研究已经比较成熟，而且也有了一套比较完整的计算方法—LCC方法（Life Cycle Cost），以下是对一个实际洁净空调系统进行仪器测试的费用表格。
总费用中电费是最大的一块，因此要降低整体费用，最好的办法就是想法设法减少电费支出。
而我们很清楚，耗电量的计算公式如下：
E=q×P×tη×1000
其中：E=风机能耗（KWH度/年）；
q=风量（m3/s）；
P=系统阻力或风机全压（Pa）；
t=运行时间（小时/年）；
η=风机运行效率。
如果一个洁净系统已经建成并投入正常使用，那么以上参数中，q、t和η是完全确定不变的参数，这时系统能耗只和系统阻力的大小成正比。而整个系统中，只有过滤器的阻力是处在不断的变化之中。因此，有效降低过滤器的阻力是降低整个洁净空调系统使用费用的最佳途径，而过滤器阻力由滤料阻力和结构阻力构成，选用滤料阻力低的和有效过滤面积大的过滤器是降低系统使用费用的唯一途径！
4 科学确定更换过滤器的时间
首先我们来分析这么一个观点：当过滤器终阻力达到初阻力的2倍时，应当更换过滤器，这个观点正确吗？
当然，可以先假设这是正确的。这时我们假定有2个一模一样的过滤器，用在不同风量的2个系统中（当然还是要假定其他条件如灰尘浓度等还是一样）。初始使用的时候，通过风量大的过滤器Fd有一个初阻力△Pd，通过风量小的过滤器Fx有一个初阻力△Px，可以肯定的是：△Pd＞△Px。按照以上观点，Fd过滤器可以使用到阻力为2*△Pd时才更换，而过滤器Fx只能使用到阻力为2*△Px时就要更换。
这显然就是一个巨大的浪费！通过风量小的过滤器使用寿命从实际角度来讲，也要比风量大的过滤器使用寿命长很多。
更换过滤器真正的理由是：
（1）过滤器阻力太大，系统无法正常送风。
（2）过滤器效率下降，影响过滤效果或洁净室内洁净度。
因此，不漏的前提下，过滤器上下游压差是判断是否更换过滤器的科学标准。
参考文献
［1］中华人民共和国国家标准，GB/T 6165-2008［S］.
［2］环境科学技术学会污染控制分会.推荐规范034.2［S］.
［3］欧洲环境标准委员会EN1822 高效过滤器性能及测试［S］.