濾網的過濾原理非常奇妙,它捕捉顆粒物的機制並不是靠一般人以為的篩濾(檔掉比濾網纖維縫隙大的汙染物)。濾網對於大於0.1μm以上微粒主要是透過顆粒對濾網纖維的「撞擊」、「攔截」這二種機制捕捉懸浮顆粒。對於小於1μm的微粒,另外透過微小粒子在流體中呈現不規則狀的跳動,稱之「布朗運動」加上分子間的「凡德瓦力」相互吸附的「擴散」機制捕捉顆粒,跟您想像的很不一樣,顆粒越小,濾網的過濾效果反而越好。
濾網過濾的總效果是三個過濾機制的總合,可以過濾比它纖維縫隙小很多的顆粒
介於0.1~0.3µm的顆粒不大不小,剛好介於「撞擊、攔截」與「擴散」機制的三不管地帶,是最難捕捉的顆粒大小,稱之為最易穿透粒徑(MPPS),故0.3µm的過濾效率值(可以一次被過濾多少%)被當作濾網過濾效果的指標。此濾網的標準由美國能源部設定,對粒徑在0.3μm的粒子,過濾(攔截)效果為DOP 99.97%以上者稱之為HEPA濾網,這就是市面上清淨機廣告常常看到99.97%這個數字的由來。
濾網的規格主要有歐盟與美國的標準,歐盟用G/F/H/U共17級分類;美國人用MERV分20級。二者都是阿拉伯數字越大濾網纖維越密緻,對於0.3µm過濾效率(能力)越高。一般美規家用等級在MERV1-12之間,醫院病房也只用到MERV13等級。美規的MERV 17 (歐規H13)等級以上的才能稱為HEPA濾網,是High-Efficiency Particulate Air的縮寫,即高效率的空氣微粒過濾網,簡稱高效濾網。顧名思義,就是可以把空氣中所含有的微小塵埃,過濾掉很高的比率;為晶圓製造、製藥業的無塵室,或醫院的負壓隔離房或重症手術房等級所使用。(注意:並沒有所謂的「醫療級」濾網,那全是商人想要賺你錢的話術而已)
HEPA濾網是一種密緻的高效率濾網,可以相當有效地攔截「一次通過濾網」的懸浮粒子、細菌與過敏原,特別是針對最易穿透粒徑在0.1~0.3µm這個大小的範圍,它的過濾特性的確比較好,所以HEPA濾網會比較貴。
家用空氣清淨機用HEPA濾網效果會比較好嗎?
我們用所謂【比較差】的F8/F9 Sub-HEPA濾網,過濾效果會真的比較差嗎?
告訴你一個很殘忍的事實:所謂「比較差」的Sub-HEPA濾網除了0.1~0.3微米左右的「一次過濾效率」輸HEPA,其過濾比較大(>1µm)的顆粒與比較小(<0.01)的顆粒的能力,根本不輸HEPA。但是Sub-HEPA的透氣量、「循環風量」又比HEPA高,等於比HEPA濾網在更短的時間就把會造成你過敏與致癌的大小顆粒就濾掉了。我們把時間拉長,在同樣的時間,Sub-HEPA又已經比HEPA多過濾了好幾遍,結果最難濾的0.3µm也過濾的很乾淨了。所以真正適合家用的是效果好、濾網又便宜的Sub-HEPA加上「比較大的循環風量」。也因為如此,FLAT能夠做到全球最薄的9公分,還能保有231CMH的CADR潔淨空氣輸出量,更換濾網不但便宜,還超級省電。
依美國Lawrence Berkeley國家實驗室與赫爾辛基科技大學做的實際測試研究論文顯示,使用比MERV13(F7)等級更高的HEPA濾網,並沒有顯著比較好的過濾效果(with almost no benefit to increasing the efficient above ASHRAE 85%)。以白話文來說:你家又不是台積電的無塵室,家用空氣清淨機使用HEPA濾網,根本是過度使用,不但不會得到明顯比較好的效果,更換濾網還貴很多倍。比較便宜的MERV13~14等級的濾網就可以攔截與捕捉到比PM2.5小很多很的污染顆粒,絕對夠用啦!
空氣清淨機的CADR (潔淨空氣輸出率)檢測標準只檢測整個測試室最後的過濾總結果,關心的是【潔淨的循環風量】,根本不管用什麼等級的濾網,更不關心濾網的一次過濾效率。空氣清淨機的濾網是一個大生意,比賣清淨機本身的利潤還高,這就是爲什麽市售的機種都在強推比較貴的HEPA的原因,這跟賣印表機墨水匣是同樣的意思,您懂了嗎?順便告訴您,絕大多數都宣稱使用的HEPA濾網,其實大部分只是歐規的H10~H12等級而已(MERV15~16)。以美規的標準來說,MERV17才有夠資格叫做HEPA。
資料來源:Performance and Costs of Particle Air Filtration Technologies
William J. Fisk and David Faukner, Indoor Environment Department, Lawrence Berkeley National Laboratory; Jari Palonen and Olli Seppanen, Laboratory of Heating, Ventilating and Air Conditioning, Helsinki University of Technology