潔凈室,作為現代精密制造、生物醫藥、集成電路等高科技產業不可或缺的基礎設施,其核心功能在于提供一個受控的、超低微粒濃度的環境。實現這一目標的關鍵,在于高效、系統的空氣凈化技術,而空氣過濾器正是這一技術體系中的核心單元。根據過濾效率、工作原理和結構形式,潔凈室用空氣過濾器主要分為以下幾大類。
一、 按過濾效率與標準分類
這是最主流的分類方式,直接決定了過濾器的應用場景和凈化等級。國際上普遍采用歐洲EN 1822標準、美國ASHRAE 52.2標準以及中國GB/T 14295和GB/T 13554標準。
- 初效過濾器:通常作為凈化系統的第一道防線,主要用于過濾5微米以上的較大顆粒物,如灰塵、毛發、花粉等。其過濾材料多為金屬網、無紡布或化纖材料,容塵量大,阻力小,主要作用是保護后端的中高效過濾器,延長其使用壽命。
- 中效過濾器:位于初效之后,高效之前,主要捕集1-5微米的顆粒物。過濾材料通常為玻璃纖維、復合無紡布等,對氣流阻力適中。它能有效減輕高效過濾器的負荷,是保證末端高效過濾器性能和壽命的重要環節。
- 高效過濾器(HEPA):潔凈室空氣凈化的核心設備,對0.3微米粒徑的顆粒具有不低于99.97%的過濾效率(按H13等級計)。其濾料為超細玻璃纖維紙,通過攔截、慣性碰撞、擴散和靜電效應等多種機制捕獲亞微米級顆粒。HEPA過濾器是達到ISO Class 5(百級)及更高潔凈度等級潔凈室的必備末端送風裝置。
- 超高效過濾器(ULPA):性能高于HEPA,對0.1-0.2微米粒徑的顆粒過濾效率不低于99.999%(按U15等級計)。濾料結構更致密,主要用于對空氣潔凈度要求極高的場合,如ISO Class 3(1級)及以上的超潔凈環境,常見于高端半導體制造、納米技術等領域。
二、 按結構形式分類
- 板式過濾器:最常見的形式,濾料布置成平板狀,結構簡單,價格經濟,多用作初效或中效過濾器。
- 折疊式/袋式過濾器:通過將濾料折疊或制成袋狀,在有限的外框尺寸內極大地增加了過濾面積,從而降低氣流阻力,提高容塵量。中效過濾器多采用此結構。
- 有隔板高效過濾器:在折疊的HEPA/ULPA濾紙之間插入波紋狀的分隔板(如鋁箔、紙),以保持氣流通道,確保過濾面積。其結構堅固,效率穩定,但體積相對較大。
- 無隔板高效過濾器:采用熱熔膠等技術替代傳統分隔板來固定和分隔濾料褶層。具有體積小、重量輕、過濾面積利用率更高的優點,是目前主流的高效過濾器形式。
三、 其他特殊類型
- 化學過濾器:不僅過濾顆粒物,其濾料(如活性炭、高錳酸鉀浸漬氧化鋁等)還能通過化學吸附或反應去除空氣中的氣態分子污染物(AMC),如酸性氣體、堿性氣體、有機蒸汽等,在半導體和生命科學潔凈室中至關重要。
- 耐高溫/高濕度過濾器:采用特殊材質(如不銹鋼外框、PTFE濾料等),可在高溫、高濕或腐蝕性環境下長期穩定工作,滿足特定工藝需求。
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潔凈室的空氣凈化是一個系統工程,通常采用“初效→中效→高效”的三級或多級過濾組合。正確選擇和組合不同類別、不同效率的空氣過濾器,并配合合理的氣流組織(如單向流),是構建經濟、可靠、滿足特定潔凈度要求的潔凈環境的基礎。隨著技術發展,過濾器正朝著低阻力、長壽命、智能化監測的方向不斷演進,以支撐未來更為嚴苛的工業生產和科學研究需求。