科尼恩空氣過(guò)濾是指應(yīng)用空氣過(guò)濾設(shè)備控制粉塵微粒的污染或通過(guò)空氣循環(huán)過(guò)濾將空氣中的懸浮顆粒捕集下來(lái)，以便保護(hù)環(huán)境和人類(lèi)的身體健康。
科尼恩空氣過(guò)濾材料是將可分散于空氣中的固體顆粒分離出來(lái)的多孔材料，衡量其過(guò)濾性能的主要指標(biāo)是阻力和過(guò)濾效率，這也是衡量空氣過(guò)濾器的關(guān)鍵指標(biāo)。
在不同的風(fēng)速下，過(guò)濾材料的阻力表現(xiàn)和過(guò)濾效率的表現(xiàn)并不相同，在對(duì)空氣過(guò)濾器的設(shè)計(jì)中，風(fēng)速是一項(xiàng)極其重要的設(shè)計(jì)因素。在5.33cm/s風(fēng)速下設(shè)計(jì)的過(guò)濾材料，實(shí)際于風(fēng)速1~2m/s 環(huán)境下使用，將無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下的要求。
1.風(fēng)速對(duì)阻力的影響
空氣過(guò)濾器的阻力由兩部分組成，即空氣流經(jīng)濾材形成的阻力和空氣流經(jīng)由濾材及其支撐物構(gòu)成的通路結(jié)構(gòu)時(shí)形成的阻力，后者成為過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)阻力，兩者共同決定了空氣過(guò)濾器在使用過(guò)程中的風(fēng)量損失情況。
過(guò)濾器的阻力和效率除自身濾材及過(guò)濾器性能外，風(fēng)速也是影響其變化的重要參數(shù)。下圖為同一濾芯在不同風(fēng)速下的阻力曲線圖。
濾芯在不同風(fēng)速下的阻力曲線圖
可以看出隨著風(fēng)速的增加，過(guò)濾器的阻力增加越來(lái)越明顯（測(cè)試濾芯的實(shí)際過(guò)濾面積為0.35㎡，即實(shí)際測(cè)試風(fēng)速在0.08 m/s ~0.48m/s）。目前濾材行業(yè)對(duì)濾材效率阻力的測(cè)定基本采用美國(guó)軍標(biāo)規(guī)定的32L/min（測(cè)試面積為100cm2 即5.33cm/s）風(fēng)速下的指標(biāo)表現(xiàn)進(jìn)行對(duì)標(biāo)。然而，不管是家用凈化新風(fēng)凈化還是空調(diào)凈化在實(shí)際使用過(guò)程中的額定風(fēng)速都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)5.33cm/s，有的甚至達(dá)到（1~2）m/s。而在這樣的風(fēng)速條件下，濾芯的阻力是遠(yuǎn)非材料標(biāo)稱(chēng)阻力可以說(shuō)明和預(yù)示的。
2.風(fēng)速對(duì)過(guò)濾效率的影響
過(guò)濾器的過(guò)濾效率則是指其捕捉的粉塵量與原空氣含塵量的比值，即：過(guò)濾效率=1-（下游空氣含塵量/上游空氣含塵量）。
空氣中顆粒物的過(guò)濾主要是通過(guò)顆粒的擴(kuò)散效應(yīng)，攔截效應(yīng)，慣性效應(yīng)，篩效應(yīng)以及靜電效應(yīng)等綜合作用實(shí)現(xiàn)的，如下所示：
1）擴(kuò)散效應(yīng)：小于1μm的粒子不隨氣流運(yùn)動(dòng)，而是因空氣分子的撞擊做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為“布朗運(yùn)動(dòng)”。如果撞在過(guò)濾器纖維上就被捕獲。粒子越小，擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)越劇烈，撞擊纖維的機(jī)會(huì)越多。
2）攔截效應(yīng)：小而輕的粒子隨氣流而運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繞過(guò)纖維時(shí)，離纖維表面太近的灰塵就會(huì)被攔截下來(lái)。
3）慣性效應(yīng)：較大的粒子在氣流中做慣性運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣流繞過(guò)纖維時(shí)，慣性大的粒子來(lái)不及繞過(guò)而直接撞到纖維上?；覊m越大，慣性力越強(qiáng)，撞擊纖維的可能性越大。
4）篩效應(yīng)：灰塵直徑如果大于纖維之間的間隙，就會(huì)被攔住。一般來(lái)說(shuō)，灰塵直徑遠(yuǎn)小于纖維間隙，也就是說(shuō)，篩效應(yīng)很少發(fā)生。
5）靜電效應(yīng)：灰塵顆粒在纖維所帶靜電力的作用下，由于庫(kù)倫吸引力被纖維捕捉。
對(duì)于以慣性運(yùn)動(dòng)為主的大顆粒物，風(fēng)速提高，顆粒物的慣性增大，撞擊障礙物的可能性增加，但由于慣性大了，障礙物的反彈力也增大，若范德瓦爾斯力不能克服反彈力，顆粒物就會(huì)逃逸，因此，提高風(fēng)速，過(guò)濾器對(duì)大顆粒物的過(guò)濾效率反而降低。
以擴(kuò)散為主的小顆粒物，過(guò)濾效率取決于顆粒物在過(guò)濾介質(zhì)中的滯留時(shí)間，滯留時(shí)間縮短（提高風(fēng)速），顆粒物撞擊障礙物的幾率減小，過(guò)濾效率越低。
若材料帶靜電，過(guò)濾效率也是取決于氣流在材料中的滯留時(shí)間，過(guò)濾風(fēng)速越低，過(guò)濾效率越高，對(duì)大、小顆粒物都是如此。
下圖即為同一濾芯在不同風(fēng)速條件下的過(guò)濾效率對(duì)比圖。
從圖中不難看出，風(fēng)速越大，濾芯的過(guò)濾效率越差。0.3μm左右的小顆粒過(guò)濾效率從0.2m/s時(shí)的95%下降到了1m/s時(shí)的55%，下降幅度達(dá)到了42%。而5μm左右的大顆粒在同等風(fēng)速變化條件下濾效則只下降了8%。這種現(xiàn)象就是是由前文所介紹的不同粒徑顆粒過(guò)濾原理的不同所決定的。
因此，在過(guò)濾器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求設(shè)計(jì)者可以針對(duì)過(guò)濾器的實(shí)際使用工況設(shè)計(jì)合理的額定風(fēng)量并在此風(fēng)量條件下制定合理的阻力效率參數(shù)；同時(shí)要求使用者在使用過(guò)程中盡量將過(guò)濾器在額定狀態(tài)下工作，以達(dá)到過(guò)濾器的更佳使用效果及使用壽命。
