過(guò)濾機(jī)理
發(fā)布日期:2019-12-19 18:43:33
過(guò)濾機(jī)理
粉塵與過(guò)濾介質(zhì)的
電子顯微鏡照片
撞上→粘住
空氣中的塵埃粒子,或隨氣流作慣性運(yùn)動(dòng),或作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),或受某種場(chǎng)力的作用而移動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)中的粒子撞到障礙物時(shí),粒子與障礙物表面間的引力使它粘在障礙物上。
纖維過(guò)濾材料
過(guò)濾材料應(yīng)能:既有效地?cái)r截塵埃粒子,又不對(duì)氣流形成過(guò)大的阻力。非織造纖維材料和特制的紙張符合這一要求。雜亂交織的纖維形成對(duì)粒子的無(wú)數(shù)道屏障,纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過(guò)。
慣性碰撞與擴(kuò)散碰撞
效率隨塵粒大小而異
過(guò)濾器捕集粉塵的量與未過(guò)濾空氣中的粉塵量之比為“過(guò)濾效率”。小于0.1?m(微米)的粒子主要作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),粒子越小,效率越高;大于0.5?m的粒子主要作慣性運(yùn)動(dòng),粒子越大,效率越高。在0.1?m與0.5?m之間,效率有一處最低點(diǎn)?!?br />
阻力
纖維使氣流繞行,產(chǎn)生微小阻力。無(wú)數(shù)纖維的阻力之和就是過(guò)濾器的阻力。
過(guò)濾器阻力隨氣流量的增加而提高,通過(guò)增大過(guò)濾材料面積,可以降低穿過(guò)濾料的相對(duì)風(fēng)速,以減小過(guò)濾器阻力。
動(dòng)態(tài)性能
被捕捉的粉塵對(duì)氣流產(chǎn)生附加阻力,于是,使用中過(guò)濾器的阻力逐漸增加。被捕捉到的粉塵形成新的障礙物,于是,過(guò)濾效率略有改善。
被捕捉的粉塵大都聚集在過(guò)濾材料的迎風(fēng)面上。濾料面積越大,能容納的粉塵越多,過(guò)濾器壽命越長(zhǎng)。
過(guò)濾器報(bào)廢
濾料上積塵越多,阻力越大。當(dāng)阻力大到設(shè)計(jì)所不允許的程度時(shí),過(guò)濾器的壽命就到頭了。有時(shí),過(guò)大的阻力會(huì)使過(guò)濾器上已捕捉到的灰塵飛散,出現(xiàn)這種危險(xiǎn)時(shí),過(guò)濾器也該報(bào)廢。
靜電
若過(guò)濾材料帶靜電或粉塵帶靜電,過(guò)濾效果可以明顯改善。其原因:靜電使粉塵改變運(yùn)動(dòng)軌跡并撞向障礙物,靜電力參與粘住的工作。
過(guò)濾效率
空氣過(guò)濾器的“過(guò)濾效率”是被捕集粉塵量與原空氣含塵量的比值:
過(guò)濾效率 = 過(guò)濾器捕集粉塵量
——————————
上游空氣含塵量 = 1 - 下游空氣含塵量
—————————
上游空氣含塵量
效率的意義看似簡(jiǎn)單,可它的含義和數(shù)值卻因試驗(yàn)方法的不同而大不一樣。
在決定過(guò)濾效率的因素中,粉塵“量”的含義多種多樣,由此計(jì)算和測(cè)量出來(lái)的過(guò)濾器效率數(shù)值也就五花八門。實(shí)用中,有粉塵的總重量、粉塵的顆粒數(shù)量;有時(shí)是針對(duì)某一典型粒徑粉塵的量,有時(shí)是所有粉塵的量;還有用特定方法間接地反映濃度的通光量(比色法)、熒光量(熒光法);有某種狀態(tài)的瞬時(shí)量,也有發(fā)塵全過(guò)程變化效率值的加權(quán)平均量。
對(duì)同一只過(guò)濾器采用不同的方法進(jìn)行測(cè)試,測(cè)得的效率值就會(huì)不一樣。各國(guó)家、各廠商使用的測(cè)試方法不統(tǒng)一,對(duì)過(guò)濾器效率的解釋和表達(dá)大相徑庭。離開(kāi)測(cè)試方法,過(guò)濾效率就無(wú)從談起。
歷史上,搞通風(fēng)和潔凈室過(guò)濾器的是一伙人,搞汽車濾清器的是另一伙人,此外還有搞除塵器的,搞液體過(guò)濾的,他們各用各的方法,各說(shuō)各的效率。當(dāng)空氣過(guò)濾器廠摻和汽車濾清器的買賣時(shí),或除塵器廠開(kāi)發(fā)空氣過(guò)濾器時(shí),他們自己也難免會(huì)被自己所說(shuō)的過(guò)濾效率搞糊涂。
為了省事并減少誤解,國(guó)外出現(xiàn)了一些用代號(hào)表示效率的方法,那些代號(hào)既明確了試驗(yàn)方法,也確定了效率指標(biāo),詳見(jiàn)“常識(shí)”中《常見(jiàn)標(biāo)識(shí)體系》和《比較圖》。如今,全世界的過(guò)濾器廠商都來(lái)擠占中國(guó)市場(chǎng),國(guó)內(nèi)廠商為了向各種背景的用戶推銷產(chǎn)品,也隨心所欲地使用效率標(biāo)識(shí)。各種各樣的效率數(shù)值和效率名詞使用戶、設(shè)計(jì)師和制造廠云山霧罩。
此外,過(guò)濾理論中還有個(gè)“單纖維效率”,它是個(gè)可以大于100%的幾何定義,稍不小心,搞理論的人也會(huì)在效率問(wèn)題上暈菜。
在這種混亂的局面下,如果你一定要知道具體的效率數(shù)值,請(qǐng)別忘記規(guī)定具體的試驗(yàn)方法和計(jì)算效率的方法
過(guò)濾器阻力
過(guò)濾器對(duì)氣流形成阻力。過(guò)濾器積灰,阻力增加,當(dāng)阻力增大到某一規(guī)定值時(shí),過(guò)濾器報(bào)廢。
新過(guò)濾器的阻力稱“初阻力”;對(duì)應(yīng)過(guò)濾器報(bào)廢的阻力值稱“終阻力”。
設(shè)計(jì)時(shí),常需要一個(gè)有代表性的阻力值,以核算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)量,這一阻力值稱“設(shè)計(jì)阻力,慣用的方法是取初阻力與終阻力的平均值。
確定終阻力
終阻力的選擇直接關(guān)系到過(guò)濾器的使用壽命、系統(tǒng)風(fēng)量變化范圍、系統(tǒng)能耗。
一般情況下,終阻力的選取是空調(diào)設(shè)計(jì)師的事。有經(jīng)驗(yàn)的工程師可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況改變?cè)O(shè)計(jì)的終阻力值。
有的設(shè)計(jì)師會(huì)忘記告訴用戶他所選定的終阻力值;有時(shí)用戶會(huì)改換其它型號(hào)過(guò)濾器或其它供應(yīng)商,這時(shí),現(xiàn)場(chǎng)工程師不得不自己確定終阻力值。
大多數(shù)情況下,終阻力是初阻力的2~4倍。
終阻力建議值
效率規(guī)格 建議終阻力,Pa
G3(粗效) 100~200
G4 150~250
F5~F6(中效) 250~300
F7~F8(高中效) 300~400
F9~H11(亞高效) 400~450
高效與甚高效 400~600
過(guò)濾器越臟,阻力增長(zhǎng)越快。過(guò)高的終阻力值并不意味著過(guò)濾器的使用壽命會(huì)明顯延長(zhǎng),但它會(huì)使空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量銳減。因此,沒(méi)有必要將終阻力值定得過(guò)高。
低效率過(guò)濾器常使用直徑≥10?m的粗纖維濾料。由于纖維間空隙大,過(guò)大的阻力有可能將過(guò)濾器上的積灰吹散,此時(shí),阻力不再增高,但過(guò)濾效率降為零。因此,要嚴(yán)格限制G4以下過(guò)濾器的終阻力值。
阻力監(jiān)測(cè)
每個(gè)過(guò)濾段都應(yīng)安裝阻力監(jiān)測(cè)裝置。終阻力要靠?jī)x表來(lái)判定,不能僅憑操作者的感覺(jué)。
最便宜的阻力監(jiān)測(cè)裝置是U型管壓差計(jì)。斜管壓差計(jì)和曲管壓差計(jì)比較美觀。壓差表檔次和價(jià)格都高一些。此外,還有將阻力變成電信號(hào)的差壓變送器。
除了能讀數(shù)的阻力監(jiān)測(cè)裝置外,還應(yīng)加上終阻力報(bào)警裝置。省事的辦法是在壓差計(jì)上劃紅杠;保險(xiǎn)的方法是使用差壓開(kāi)關(guān)。
粘住粉塵的力
兩個(gè)物體接觸時(shí),表面間存在一種微小的引力,它不是人們熟悉的萬(wàn)有引力,不是磁力,也不是靜電力,它是一種分子與分子,分子團(tuán)與分子團(tuán)之間的力,課本上管它叫“范德瓦爾斯力”,或“范德華力”。
從微觀上講,帶負(fù)電的電子云有個(gè)中心,帶正電的原子核也有個(gè)中心,兩個(gè)中心不重合,就有了電偶極,單個(gè)偶極可能瞬息萬(wàn)變,也可能相對(duì)穩(wěn)定,但多個(gè)分子的偶極湊在一起,就會(huì)對(duì)于周圍的物體產(chǎn)生引力。這種引力很微弱,其量值比化學(xué)鍵小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。它的作用區(qū)間也很窄,距離太近時(shí)(<7),電子云重疊,相鄰分子互相排斥,距離太遠(yuǎn)時(shí),引力消失。
粉筆末留在黑板上,因?yàn)榉兜峦郀査沽梢詫?duì)付那些粉末;粉筆不會(huì)被黑板粘住,因?yàn)榕c重力相比,范德瓦爾斯力微不足道。
空氣中的粉塵互相碰撞,因范德瓦爾斯力而合為一體,聚成大顆粒粉塵。室內(nèi)的粉塵撞到墻上并留在那里,形成黑漬或使壁面“褪色”。粗糙表面因粉塵的接觸面大,更容易粘住粉塵。
在過(guò)濾器中,過(guò)濾介質(zhì)是迷宮,粉塵在其中,它們比平時(shí)有更多的機(jī)會(huì)撞上障礙物,并因過(guò)濾介質(zhì)上無(wú)處不在的范德瓦爾斯力而留下來(lái)。
在特定情況下,靜電力也參與捕捉粉塵的過(guò)程。如果過(guò)濾介質(zhì)帶靜電,過(guò)濾效果會(huì)明顯改善,其原因之一是靜電力使粉塵改變軌跡而撞擊障礙物,之二是靜電力比范德瓦爾斯力更容易將粉塵粘住。粉塵也可以被人為地加上靜電,使它們?nèi)菀妆黄渌矬w吸附,例如空調(diào)用的靜電過(guò)濾器和工業(yè)用的靜電除塵器
容塵量
容塵量是在特定試驗(yàn)條件下,過(guò)濾器容納特定試驗(yàn)粉塵的重量。這里的“特定”是指:
a. 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)風(fēng)洞,以及相關(guān)試驗(yàn)與測(cè)量設(shè)備;
b. 比實(shí)際大氣粉塵顆粒大得多的標(biāo)準(zhǔn)“道路塵”;
c. 委托方與試驗(yàn)方商定、或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法與計(jì)算方法;
d. 委托方與試驗(yàn)方商定的終止試驗(yàn)的條件。
容塵量與過(guò)濾器實(shí)際容納粉塵的重量沒(méi)有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系,孤立的容塵量數(shù)據(jù)對(duì)用戶沒(méi)有任何意義。例如,一只過(guò)濾器的試驗(yàn)容塵量為600g,實(shí)際使用中它可能會(huì)容納2.5kg的大氣粉塵;另一只的容塵量為900g,到你手里它也許只能兜住1.5kg粉塵。只有試驗(yàn)條件和試驗(yàn)粉塵相同時(shí),才能根據(jù)容塵量數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)哪只過(guò)濾器會(huì)比另一只的使用壽命更長(zhǎng)一些。
專業(yè)試驗(yàn)室和過(guò)濾器廠家在評(píng)估一般通風(fēng)用過(guò)濾器產(chǎn)品時(shí),要對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行破壞性發(fā)塵試驗(yàn),其目的是按相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)過(guò)濾器在試驗(yàn)全過(guò)程的平均效率,容塵量是這類試驗(yàn)得出的一批數(shù)據(jù)中的一個(gè)數(shù)據(jù)。如果試驗(yàn)室長(zhǎng)期堅(jiān)持對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行發(fā)塵試驗(yàn),試驗(yàn)者就可以利用大量歷史數(shù)據(jù)來(lái)比較某只過(guò)濾器的優(yōu)劣,外人很難搞清容塵量數(shù)據(jù)的實(shí)際意義。
歐美一些標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)終止條件是:①阻力達(dá)到初阻力的2倍或更高時(shí);②瞬時(shí)過(guò)濾效率低于最高效率值的85%時(shí)。大多數(shù)過(guò)濾器的阻力只升不降,只有用蓬松的粗纖維(≥10?m)材料制成的低效率過(guò)濾器可能出現(xiàn)第二種情況。顯然,試驗(yàn)時(shí)終阻力定得越高,得到的容塵量數(shù)值就越大。所以,委托人和試驗(yàn)者要明確規(guī)定終止試驗(yàn)的條件,否則,容塵量數(shù)據(jù)就沒(méi)多少意義。歐洲Eurovent4/9標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的終止試驗(yàn)阻力為450Pa,這個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2倍初阻力,但那是效率試驗(yàn)而不是容塵量試驗(yàn)。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定對(duì)“粗效”過(guò)濾器進(jìn)行發(fā)塵試驗(yàn),其目的是獲得計(jì)重效率而不是容塵量。當(dāng)與他人討論容塵量時(shí),你得知道對(duì)方說(shuō)的是哪國(guó)話。
歐美標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)粉塵俗稱ASHRAE塵,其主要成分為“AC細(xì)灰”,那是美國(guó)亞利桑那荒漠地帶某特定地點(diǎn)的浮塵(Arizona Road Dust),在AC細(xì)灰中混入規(guī)定比例的細(xì)炭黑和短纖維后就成了ASHRAE塵。中國(guó)曾規(guī)定用黃土高原的浮塵,日本規(guī)定用自己的“關(guān)東亞黏土”。
20世紀(jì)80年代,當(dāng)時(shí)的冶金部建筑研究總院劉愛(ài)芳搞出了中國(guó)自己的“道路塵”,其主要成分是陜北某村落的浮塵,中國(guó)還出了幾個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。而后的十多年間,她的小組總共生產(chǎn)過(guò)不到500公斤標(biāo)準(zhǔn)塵,其中大部分用于除塵器試驗(yàn),只有兩個(gè)過(guò)濾器制造廠向她買過(guò)50公斤標(biāo)準(zhǔn)塵,充其量能做100個(gè)發(fā)塵試驗(yàn)。1998年劉老太太退休了,她那套粉塵加工設(shè)備再?zèng)]轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)。一個(gè)讓人寒心的推斷:二十年間全國(guó)所有過(guò)濾器廠做的發(fā)塵試驗(yàn)總計(jì)不到100次。由此派生一個(gè)令許多制造商和專家們臉紅的推斷:他們說(shuō)的容塵量數(shù)據(jù)是編造的。
在濾清器行業(yè),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織指定了AC細(xì)灰作為濾清器試驗(yàn)粉塵,其成分與美國(guó)浮塵相同。劉老太太的徒弟們不動(dòng)彈,我們只好去美國(guó)買塵土。
大氣中的粉塵
粉塵粒度分布
空氣中小顆粒粉塵間因相互碰撞形成大顆粒,大顆粒粉塵因重力而沉降。在自然界,碰撞不那么厲害、又難以沉降的0.05~5?m的粉塵會(huì)長(zhǎng)時(shí)間懸浮在大氣中。
古時(shí)候,粉塵主要來(lái)自于自然界的運(yùn)動(dòng),如刮風(fēng)、火山、森林大火、海浪、花粉?,F(xiàn)代,人類活動(dòng)揚(yáng)起大量灰塵,如燃燒、工業(yè)污染、建筑活動(dòng)、汽車、核試驗(yàn)。與祖先相比,我們遇到的粉塵,數(shù)量多了,粒徑小了,性質(zhì)也不那么友好了。
室外大氣中,按數(shù)量計(jì),99.9%的粉塵粒徑小于1?m。按重量計(jì),小于10?m的粉塵占總重量的50%~95%。
粉塵濃度的差異
城市空氣污染主要源于人的活動(dòng)。城市人口多寡直接影響市區(qū)空氣含塵濃度。粗略地講,城市越大,污染越嚴(yán)重。
由于采暖和氣候干燥,許多城市冬季的大氣粉塵明顯高于其它季節(jié)。雨季,由于雨水的洗滌,空氣中的粉塵濃度低于其它季節(jié)。
海浪和海水蒸發(fā)產(chǎn)生微小鹽粒(氯化鈉),沿海地區(qū)鹽霧濃度高。
城市的空氣微生物濃度并不比鄉(xiāng)村高,但城市中對(duì)人體有害的空氣微生物濃度高。
室內(nèi)外相比,室內(nèi)粉塵數(shù)量濃度高,室外粉塵顆粒大。
誰(shuí)關(guān)心什么濃度
搞環(huán)保的關(guān)心粉塵的重量濃度,搞潔凈室的關(guān)心粉塵的數(shù)量濃度,搞醫(yī)藥和衛(wèi)生的要額外操心空氣微生物的濃度。搞過(guò)濾器產(chǎn)品的要應(yīng)付所有人的需求,所以要對(duì)各種濃度指標(biāo)都有些了解。
可吸入顆粒物
空氣中的大顆粒粉塵被人的鼻腔阻攔,小顆粒粉塵可能隨氣流進(jìn)入氣管和肺部,這些粉塵被氣管和肺部的“巨噬細(xì)胞”吞食并消化,巨噬細(xì)胞吃不凈的那些細(xì)菌和病毒還會(huì)被白血球消滅掉。
正常情況下,人體本身自有辦法對(duì)付那些顆粒物,只有當(dāng)顆粒物太多或性質(zhì)太惡劣時(shí),才可能危害健康。若吸入的顆粒物太多,巨噬細(xì)胞們忙不過(guò)來(lái),就會(huì)出現(xiàn)免疫功能障礙;如果吸入了太多可能致病的病菌和病毒,人可能會(huì)鬧傳染病;如果吸入的顆粒物中含有巨噬細(xì)胞啃不動(dòng)的物質(zhì),時(shí)間長(zhǎng)了可能得“塵肺”;有些肺部的沉積物還可能引起惡性病變。
人的鼻子是個(gè)“過(guò)濾器”,那里的鼻毛、分泌物和黏膜可以將大多數(shù)大于10?m的粉塵過(guò)濾掉,只有小于10?m的顆粒物才會(huì)隨氣流進(jìn)入氣管和肺部。因此,人們將“可吸入顆粒物”定義為“空氣中≤10?m的顆粒物”。在醫(yī)學(xué)界,人們可能對(duì)≤5?m的顆粒物更感興趣,說(shuō)這些顆粒物更危險(xiǎn)。
吸入點(diǎn)兒顆粒物并非壞事,它們能刺激并鍛煉人的免疫機(jī)能。沒(méi)了顆粒物,人也會(huì)生病。例如,高山上的人到了平原,先要面臨呼吸道疾病的威脅。1999年,英國(guó)的科學(xué)家提到,近十年中患花粉過(guò)敏和哮喘的人數(shù)是十年前的十倍,其原因是,人生活在過(guò)于潔凈的環(huán)境中,主管免疫功能的白血球和巨噬細(xì)胞得不到刺激和鍛煉,它們要么變懶,要么內(nèi)訌,致使人的免疫功能降低。有人做了對(duì)比實(shí)驗(yàn),兩組人同樣生活在較為干凈的環(huán)境中,其中一組定期接受人為注射的顆粒異物,一段時(shí)間后,讓他們接觸某些污染物,未接受注射的那組人中很多人病了,而另一組則啥事都沒(méi)有。
空氣中的全部粉塵量為“總懸浮顆粒物”,去掉10?m以上的顆粒物,剩下的就是“可吸入顆粒物”,技術(shù)上標(biāo)為TM10。我們經(jīng)常聽(tīng)到的“可吸入顆粒物”就是這個(gè)TM10。如果將5?m以上的顆粒物去掉,剩下的“可吸入顆粒物”為TM5。
表1、可吸入顆粒物與健康效應(yīng)(尹先仁,公共場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)宣貫教材,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社1996)
濃度,mg/m3 健康效應(yīng)
總懸浮顆粒物 可吸入顆粒物
>0.29 >0.20 免疫功能改變的閾濃度,居民呼吸道疾病患病率開(kāi)
始增加。
0.21 0.15 居住區(qū)空氣日平均最高允許濃度。
<0.16 <0.11 不引起小學(xué)生免疫功能改變的閾下濃度,不引起人
群呼吸道患病率增加。
1988年,我國(guó)頒布了一套有關(guān)公共場(chǎng)所衛(wèi)生的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。1996年,這套標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)修訂。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)可吸入顆粒物的規(guī)定見(jiàn)下表。
表2、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的可吸入顆粒物濃度
場(chǎng)所 可吸入顆粒物mg/m3 名稱 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
3~5星級(jí)飯店、賓館 ≤0.15 旅店業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9663-1996
1~2星級(jí)飯店、賓館和非星級(jí)帶空調(diào)的飯店、賓館 ≤0.15
普通旅店、招待所 ≤0.20
影劇院、音樂(lè)廳、錄像廳 ≤0.20 文化娛樂(lè)場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9664-1996
游藝廳、舞廳 ≤0.20
酒吧、茶座、咖啡廳 ≤0.20
公共浴室 未規(guī)定 公共浴室衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9665-1996
理發(fā)店 ≤0.20 理發(fā)店、美容店衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9666-1996
美容店 ≤0.15
天然與室內(nèi)游泳場(chǎng)所 未規(guī)定 游泳場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9667-1996
體育館 ≤0.25 體育館衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9668-1996
圖書(shū)館、博物館、美術(shù)館 ≤0.15 圖書(shū)館、博物館、美術(shù)館和展覽館衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9669-1996
展覽館 ≤0.25
商場(chǎng)、書(shū)店 ≤0.25 商場(chǎng)(店)、書(shū)店衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9670-1996
醫(yī)院候診室 ≤0.15 醫(yī)院候診室衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9671-1996
候車室、候船室 ≤0.25 公共交通等候室衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9672-1996
候機(jī)室 ≤0.15
旅客列車車廂 ≤0.25 公共交通工具衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB9673-1996
輪船客艙 ≤0.25
飛機(jī)客艙 ≤0.15
飯館、餐廳 ≤0.25 飯館(餐廳)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) GB16153-1996
這兩年,電視臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)中出現(xiàn)了“空氣污染指數(shù)”,播音員每每說(shuō)到“主要污染物為可吸入顆粒物”。衡量空氣污染程度的“可吸入顆粒物”指標(biāo)見(jiàn)下表。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定與4級(jí)和5級(jí)空氣質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的顆粒物濃度,大概是希望以后我們不會(huì)再遇到比3級(jí)更臟的環(huán)境。
表3、大氣日平均顆粒物與空氣質(zhì)量級(jí)別(GB3095-1996)
空氣質(zhì)量級(jí)別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
總懸浮顆粒物,mg/m3 0.12 0.30 0.50
可吸入顆粒物TM10,mg/m3 0.05 0.15 0.25
“總懸浮顆粒物”總會(huì)比“可吸入顆粒物”多。但是,兩者之間很難建立起可以換算的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在自然界中,空氣中的大顆粒物主要源于刮風(fēng)、植物、火山,人類活動(dòng)則更多地?fù)P起小顆粒物。在室內(nèi)空氣中,小顆粒物常占主導(dǎo)地位。我們接觸的“可吸入顆粒物”主要是由我們自己制造的。與我們的祖先和我們的父輩相比,我們呼入的空氣更臟??倯腋☆w粒物可能還是那么多,但小顆粒粉塵(可吸入顆粒物)則越來(lái)越多。
化學(xué)過(guò)濾器
化學(xué)過(guò)濾器清除空氣中的氣體污染物。在通風(fēng)和空調(diào)領(lǐng)域,化學(xué)過(guò)濾器使用活性炭作為主要過(guò)濾材料?;瘜W(xué)過(guò)濾器典型應(yīng)用場(chǎng)所有:芯片廠、核工業(yè)、飛機(jī)場(chǎng)、環(huán)保、博物館等,有些家電中也使用了化學(xué)過(guò)濾材料。
隨著工業(yè)發(fā)展和城市擴(kuò)大,我們身邊有害氣體的濃度在增加,而隨著技術(shù)進(jìn)步和生活改善,人們對(duì)純凈空氣的要求卻在提高,于是,人們對(duì)化學(xué)過(guò)濾器的需求也就逐年增加。
化學(xué)過(guò)濾原理
化學(xué)過(guò)濾器有選擇性地吸附有害氣體分子,而不是像普通過(guò)濾器那樣機(jī)械地清除雜質(zhì)。
活性炭材料中有大量肉眼看不見(jiàn)的微孔,其中絕大部分微孔的孔徑在5Å~500Å之間,單位材料中微孔的總內(nèi)表面積可高達(dá)700~2300m2/g,也就是說(shuō),在一個(gè)米粒大小的活性炭顆粒中,微孔的內(nèi)表面積相當(dāng)于一個(gè)大客廳內(nèi)墻面的大小。
根據(jù)材料的處理方法,活性炭吸附分“物理吸附”和“化學(xué)吸附”。
習(xí)慣上人們把沒(méi)有明顯化學(xué)反應(yīng)的吸附稱為物理吸附,這種吸附主要靠的是范德瓦爾斯力??諝庵蟹悬c(diǎn)高(常溫或更高)的游離分子接觸活性炭后,有些在微孔中凝聚成液體并因毛細(xì)管原理呆在那,有些填滿與分子尺寸相當(dāng)?shù)奈⒖锥c材料成為一體。大氣中的氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、氫氣、氬氣等主要成分的沸點(diǎn)都很低,活性炭管不了它們。普通活性炭是疏水性材料,所以對(duì)水蒸汽的吸附能力也有限。此外,活性炭還能吸附某些空氣微生物并殺死它們。從原則上講,所有多孔物質(zhì)都是吸附材料,活性炭并不是惟一的,但活性炭吸附的那些物質(zhì)剛好是空調(diào)領(lǐng)域要對(duì)付的那些有害氣體。
物理吸附難以有效地清除所有化學(xué)污染物,有些場(chǎng)合,人們對(duì)活性炭材料進(jìn)行化學(xué)處理,以增強(qiáng)它們對(duì)特定污染物的清除能力。經(jīng)化學(xué)處理而使材料與有害氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的吸附稱化學(xué)吸附?;钚蕴靠糠兜峦郀査沽ψサ綒怏w分子,材料上的化學(xué)成分與污染物起反應(yīng),生成固體成分或無(wú)害的氣體。進(jìn)行化學(xué)處理的主要方法是在活性炭中均勻地?fù)饺胩囟ǖ脑噭越?jīng)化學(xué)處理的活性炭也稱“浸漬炭”。
涉及吸附時(shí),空氣中的有害氣體稱“吸附質(zhì)”,活性炭為“吸附劑”。在吸附劑抓住吸附質(zhì)的同時(shí),也會(huì)有部分吸附質(zhì)逃離。使用過(guò)程中,吸附能力會(huì)不斷減弱,當(dāng)減弱到某一程度,過(guò)濾器報(bào)廢。如果僅為物理吸附,用加熱或水蒸汽熏蒸的辦法可使有害氣體脫離活性炭,使活性炭再生。
人們從納米技術(shù)中得知,在紫外光照射下,納米級(jí)二氧化鈦粉末可以將某些有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳和水蒸氣,學(xué)術(shù)上稱“光催化”,商業(yè)上叫“光觸媒”。這種技術(shù)的前景非常誘人,但目前光催化產(chǎn)品的反應(yīng)速度太慢,還不能用于大的空調(diào)系統(tǒng)。
活性炭材料
活性炭材料分顆粒炭、纖維炭、粉炭。
傳統(tǒng)的顆?;钚蕴坑忻嘿|(zhì)炭、木質(zhì)炭、果殼炭、骨炭。
纖維活性炭由含碳有機(jī)纖維制成。它的孔徑?。?lt;50Å)、吸附容量大、吸附快、再生快。常用的纖維基材有酚醛、植物纖維、聚丙烯腈、瀝青。
有時(shí),人們將粉炭或纖維炭粘在其它材料上或混入其它材料中,再加工成型。
普通木炭和焦炭本身就是多孔物質(zhì),人們最初使用的吸附材料就是那些普通炭。為了增加吸附性能,人們對(duì)普通炭進(jìn)行“活化”,使材料中的微孔更多、更小,活化后的炭就是活性炭。
除活性炭之外,硅膠、氧化鋁、沸石等也是吸附材料,但與活性炭相比,那些材料或吸水、或成本高、或比表面積小而不宜被用來(lái)作空氣過(guò)濾材料。對(duì)于被我們污染了的自然界,大地是最好的吸附材料。
活性炭吸附性能
吸附容量。單位活性炭所能吸附污染物的最大量稱吸附容量。不同材料的吸附容量會(huì)不同;同一材料對(duì)不同氣體的吸附容量會(huì)不同;溫度、背景濃度改變,吸附容量也會(huì)變化。
滯留時(shí)間??諝庠诨钚蕴繉又卸毫舻臅r(shí)間稱滯留時(shí)間。滯留時(shí)間越長(zhǎng),吸附越充分。為保持足夠的滯留時(shí)間,炭層要足夠厚,過(guò)濾風(fēng)速要盡可能低。
使用壽命。新的活性炭吸附效率高,使用中效率不斷衰減,當(dāng)過(guò)濾器下游有害氣體接近允許的濃度極限時(shí),過(guò)濾器報(bào)廢。報(bào)廢前的使用時(shí)間就是使用壽命,也稱有效防護(hù)時(shí)間。
選擇性。一般說(shuō)來(lái),在物理吸附中易被吸附的有:分子量大的氣體、沸點(diǎn)高的氣體、揮發(fā)性有機(jī)氣體。若活性炭經(jīng)化學(xué)浸漬,還可以清除平時(shí)難以對(duì)付的氣體,或突出對(duì)某類氣體的吸附能力。
活性炭過(guò)濾器的選用
影響活性炭過(guò)濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有:污染物的種類和濃度、氣流在過(guò)濾材料中的滯留時(shí)間、空氣的溫度和濕度。
實(shí)際選用時(shí),要根據(jù)污染物種類、濃度和處理風(fēng)量等條件,確定過(guò)濾器形式和活性炭種類。
通過(guò)比較過(guò)濾器中活性炭材料的多少可以粗略估計(jì)過(guò)濾器的能力。例如,一只迎風(fēng)面為610×610mm過(guò)濾器中含30kg最普通的顆粒活性炭,另一只所謂高科技新產(chǎn)品中含2kg活性炭,那個(gè)新產(chǎn)品的活性炭可能比顆粒炭的單位吸附容量大許多,但它的使用壽命也就是那只普通顆粒炭過(guò)濾器的十分之一。
通過(guò)監(jiān)測(cè)過(guò)濾器前后污染物的濃度變化,可以判定活性炭是否應(yīng)更換。但目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)實(shí)用、方便的監(jiān)測(cè)手段,因此,用戶只能按規(guī)定周期或憑經(jīng)驗(yàn)決定活性炭過(guò)濾器的使用壽命。
使用過(guò)程中,活性炭過(guò)濾器阻力不變,但重量會(huì)增加,有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員可根據(jù)重量變化估計(jì)過(guò)濾器的使用壽命。
活性炭過(guò)濾器的上下游均應(yīng)有好的除塵過(guò)濾器,其效率規(guī)格應(yīng)不低于F7。上游過(guò)濾器防止灰塵堵塞活性炭材料;下游過(guò)濾器攔住活性炭本身的發(fā)塵。
過(guò)濾器不是篩子
細(xì)小顆粒物碰到固定物體,兩者表面間的引力將它們粘在一起。這是過(guò)濾器的工作原理。
如果用電子顯微鏡觀察用過(guò)的過(guò)濾材料,你會(huì)看到,被捕捉的顆粒物比材料的空隙要小的多。想一想口罩,它可能稀松透亮,但它確實(shí)擋住了肉眼看不見(jiàn)的空氣微生物。
所有人都知道篩子的原理,篩孔的大小決定了顆粒物的去留。例如,100目(每英寸長(zhǎng)度上有100個(gè)孔)的篩網(wǎng)留住0.25mm以上的顆粒物,20目的紗窗擋住蚊子。過(guò)去有個(gè)詞兒叫“過(guò)濾精度”,這個(gè)詞兒使人想到篩子,由此產(chǎn)生了很多誤會(huì)。
從工作原理上講,過(guò)濾器與篩子完全不同。如果非要把它們扯到一起,你可以將魚(yú)網(wǎng)、柵欄之類算作過(guò)濾器的一個(gè)分支,但請(qǐng)別把馬尾羅篩面粉的功能想成主要過(guò)濾原理。
在造紙行業(yè),人們將紙張假想成多孔材料,并用相應(yīng)的方法測(cè)出流體力學(xué)上等效的“孔徑”,用以評(píng)估紙的透氣性能。喜歡顧名思義的人以為孔徑就是精度,實(shí)際上這個(gè)孔徑不是篩孔,它是被過(guò)濾顆粒物尺寸的數(shù)十倍,孔徑大小與被捕捉顆粒物的尺寸之間沒(méi)有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)兩種濾紙比較時(shí),你可以說(shuō),孔徑小的那種比大的那種過(guò)濾精度高,但你不知道具體的過(guò)濾效率。
即使是多孔過(guò)濾材料如陶瓷、核孔膜,用顯微鏡看到的孔徑比較均勻,但那個(gè)孔徑也不代表過(guò)濾精度。這時(shí),粘住粉塵的力仍是范德瓦爾斯力,粉塵撞擊過(guò)濾介質(zhì)的原因仍是慣性和擴(kuò)散。孔徑均勻的材料對(duì)大顆粒雜物有篩阻效果,但它照樣能過(guò)濾掉比孔徑小得多的粉塵。
過(guò)濾效率標(biāo)識(shí)
歐美發(fā)展
美國(guó)人先搞了過(guò)濾器效率試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)時(shí)忘了順手搞個(gè)簡(jiǎn)便的效率標(biāo)識(shí)。70年代,西歐學(xué)美國(guó)的試驗(yàn)方法,順便加了個(gè)EU標(biāo)識(shí),將不同效率分成14個(gè)檔次,分別用EU1~EU14來(lái)表示。
EU是英語(yǔ),表示“歐洲”。歐洲人自己也覺(jué)著不妥,90年代初,又搞了個(gè)G~F~H~U分級(jí)。用的是德語(yǔ),藍(lán)本是瑞士標(biāo)準(zhǔn),這下就公平了。
EU挺方便,弄得美國(guó)人也時(shí)常說(shuō)EU。終于有一天,美國(guó)人要自己搞效率標(biāo)識(shí),歐洲的點(diǎn)子他們當(dāng)然不用。1996年,美國(guó)C~L~M~H~UH效率分檔出籠。
中國(guó)情況
國(guó)內(nèi)講“高、中、粗”,后來(lái)又增加了“亞高效”和“高中效”兩檔。它簡(jiǎn)單、順口,因此流行了多年。現(xiàn)在看來(lái),分檔粗了點(diǎn)。潔凈界前輩們退休了,在位的忙各自的生意,年輕的尚不成氣候,沒(méi)人去修訂標(biāo)準(zhǔn)。
寶源凈化(原煙凈廠)于1993年試著使用歐洲的G~F~H~U,效果不錯(cuò)。隨后,這套標(biāo)識(shí)體系很快在國(guó)內(nèi)流行。
目前,“高中粗”的說(shuō)法仍最普及,占第二位的是G~F~H~U,再往后是EU,美國(guó)新方法因他們自己不努力用,所以沒(méi)流行。
各國(guó)產(chǎn)品都來(lái)擠占中國(guó)市場(chǎng),國(guó)人拿不出過(guò)硬的效率體系,只好聽(tīng)老外的。在中國(guó)買一只比色法效率85%的過(guò)濾器可能有多種效率標(biāo)識(shí):Ashrae 85%,高中效,F(xiàn)7,EU7,F(xiàn)85,NBS 85%,精過(guò)濾,M13。
高效過(guò)濾器
人們?cè)谑褂酶咝н^(guò)濾器時(shí),堅(jiān)持將試驗(yàn)方法和效率值一并標(biāo)在產(chǎn)品上,如:99.97% (0.3?m DOP),MPPS 99.9995%。多數(shù)情況下,人們不使用簡(jiǎn)單的效率標(biāo)識(shí)體系,
高效過(guò)濾器的效率測(cè)試方法是一大賣點(diǎn),為此,人們喜歡將效率搞得復(fù)雜些。
對(duì)策
能被世界各國(guó)以及各行各業(yè)都接受的效率標(biāo)識(shí)方案,目前尚不存在,今后若干年內(nèi)也難出現(xiàn)。
對(duì)于廠商,采用那種標(biāo)識(shí)產(chǎn)品好銷就用那種;對(duì)于技術(shù)人員,用那種標(biāo)識(shí)交流起來(lái)方便就用那種。用戶是上帝,你想要那種,別人肯定會(huì)按你的要求貼標(biāo)簽。
一般通風(fēng)用過(guò)濾器試驗(yàn)方法
計(jì)重法 Arrestance
源于美國(guó),國(guó)際通行,中國(guó)實(shí)行。
試驗(yàn)塵源為大粒徑、高濃度標(biāo)準(zhǔn)粉塵。粉塵的主要成分是經(jīng)篩選的、規(guī)定地區(qū)的浮塵,再摻入規(guī)定量的細(xì)碳黑和短纖維。大多數(shù)國(guó)家規(guī)定使用美國(guó)亞利桑那荒漠地帶的“道路塵”(Arizona Road Dust),中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)曾規(guī)定使用黃土高原某村落的塵土,日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用源于日本的“關(guān)東亞黏土”。測(cè)量的“量”為粉塵重量。
過(guò)濾器裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)風(fēng)洞內(nèi),上風(fēng)端連續(xù)發(fā)塵。每隔一段時(shí)間,測(cè)量穿過(guò)過(guò)濾器的粉塵重量或過(guò)濾器上的集塵量,由此得到過(guò)濾器在該階段按粉塵重量計(jì)算的過(guò)濾效率。最終的計(jì)重效率是各試驗(yàn)階段效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。
計(jì)重法試驗(yàn)的終止試驗(yàn)的條件為:約定的終阻力值,或效率明顯下降時(shí)。這里的所謂“約定”是指客戶與試驗(yàn)者間的約定,或試驗(yàn)者自己的規(guī)定。顯然,約定終止試驗(yàn)的條件不同,計(jì)重效率值就不同。
終止試驗(yàn)時(shí),過(guò)濾器容納試驗(yàn)粉塵的重量稱為“容塵量”。
計(jì)重法用于測(cè)量低效率過(guò)濾器,那些過(guò)濾器一般用于中央空調(diào)系統(tǒng)中的預(yù)過(guò)濾。
計(jì)重法試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn),不能用于制造廠的日常產(chǎn)品性能檢驗(yàn)。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):美國(guó)ANSI/ASHRAE 52.1-1992,歐洲EN779-1993,中國(guó)GB12218-89。
比色法 Dust-spot
傳統(tǒng)方法,源于美國(guó),除中國(guó)外世界通行。
試驗(yàn)臺(tái)和試驗(yàn)粉塵與計(jì)重法所用相同。粉塵“量”為采樣點(diǎn)高效濾紙的通光量。
在過(guò)濾器前后采樣,采樣頭上有高效濾紙,顯然,過(guò)濾器前后采樣點(diǎn)高效濾紙的污染程度會(huì)不同。試驗(yàn)中,每經(jīng)過(guò)一段發(fā)塵試驗(yàn),測(cè)量不發(fā)塵狀態(tài)下過(guò)濾器前后采樣點(diǎn)高效濾紙的通光量,通過(guò)比較濾紙通光量的差別,用規(guī)定計(jì)算方法得出所謂“過(guò)濾效率”。最終的比色效率是試驗(yàn)全過(guò)程各階段效率值依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。
終止試驗(yàn)的條件與計(jì)重法條件相似:約定的終阻力值,或效率明顯下降時(shí)。
比色法用于測(cè)量效率較高的一般通風(fēng)用過(guò)濾器,空調(diào)系統(tǒng)中的大部分過(guò)濾器屬于這種過(guò)濾器。比色法曾是國(guó)外通行的試驗(yàn)方法,這種方法逐漸被計(jì)數(shù)法所取代。
嚴(yán)格的比色法是破壞性試驗(yàn),一只過(guò)濾器的試驗(yàn)往往需要一天時(shí)間。這種方法不是日常檢驗(yàn)產(chǎn)品的手段。中國(guó)從來(lái)沒(méi)有使用過(guò)比色法,國(guó)內(nèi)也沒(méi)有比色法試驗(yàn)臺(tái)。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):美國(guó)ANSI/ASHRAE 52.1-1992,歐洲EN 779-1993。
大氣塵計(jì)數(shù)法
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
塵源為自然大氣中的“大氣塵”。粉塵的“量”為大于等于某粒徑的全部顆粒物個(gè)數(shù)。測(cè)量粉塵的儀器為普通光學(xué)或激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器。效率值為新過(guò)濾器的初始效率。
大氣塵計(jì)數(shù)法用于測(cè)量一般通風(fēng)用過(guò)濾器。其效率值只代表新過(guò)濾器的性能。
中國(guó)的效率分級(jí)是建立在大氣塵計(jì)數(shù)法基礎(chǔ)上的。中國(guó)的計(jì)數(shù)法標(biāo)準(zhǔn)早于歐美,但方法比較粗糙,它是建立在20世紀(jì)80年代國(guó)產(chǎn)計(jì)數(shù)器和相應(yīng)測(cè)量技術(shù)水平上的。
標(biāo)準(zhǔn):GB12218-89。
計(jì)數(shù)法 Particle Efficiency
歐洲通行,美國(guó)試行,替代其它方法的大趨勢(shì)。
試驗(yàn)臺(tái)與計(jì)重法和比色法所用類似,發(fā)塵所用的高濃度試驗(yàn)粉塵也與計(jì)重法和比色法所用類似。粉塵的“量”是微小粒徑段顆粒物的個(gè)數(shù)。測(cè)量粉塵的儀器為激光粒子計(jì)數(shù)器。
試驗(yàn)過(guò)程中,在每次發(fā)塵試驗(yàn)的之前和之后,進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量,并計(jì)算過(guò)濾器對(duì)各種粒徑顆粒物的過(guò)濾效率。當(dāng)達(dá)到終止試驗(yàn)的條件時(shí)停止試驗(yàn)。過(guò)濾器的典型效率值是在規(guī)定粒徑范圍內(nèi),各階段瞬時(shí)效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。
歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)使用的特定的多分散相液滴,如用Laskin噴管吹出的DEHS噴霧,或使用與標(biāo)定計(jì)數(shù)器所用標(biāo)準(zhǔn)顆粒物相同的Latex乳膠球。美國(guó)規(guī)定計(jì)數(shù)測(cè)量使用漂白粉。
計(jì)數(shù)效率不再是個(gè)單一的數(shù)值,而是一條沿不同粒徑的過(guò)濾效率曲線。歐洲的試驗(yàn)表明,當(dāng)試驗(yàn)的終阻力為450Pa時(shí),0.4?m處的計(jì)數(shù)效率值與傳統(tǒng)比色法效率值接近。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定針對(duì)不同檔次的過(guò)濾器測(cè)量不同粒徑范圍的效率值,其試驗(yàn)終阻力仍是“2倍初阻力或更高”。
完整的計(jì)數(shù)效率測(cè)試是破壞性試驗(yàn),不能用于產(chǎn)品的日常檢驗(yàn)。但在平時(shí),制造廠可以省去發(fā)塵過(guò)程,僅測(cè)量過(guò)濾器的初始計(jì)數(shù)效率,以檢查產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和過(guò)濾材料的穩(wěn)定性。
計(jì)數(shù)法效率正在取代比色法效率。
標(biāo)準(zhǔn):歐洲Eurovent 4/9-1993,美國(guó)ASHRAE 52.2-1999,歐洲PREN 779( CEN草案,1999年,該標(biāo)準(zhǔn)將取代EN 779-1993規(guī)定的計(jì)重法和比色法)
高效過(guò)濾器試驗(yàn)方法
鈉焰法 Sodium Flame
源于英國(guó),中國(guó)通行,歐洲部分國(guó)家于20世紀(jì)70~90年代實(shí)行。
試驗(yàn)塵源為單分散相氯化鈉鹽霧。“量”為含鹽霧時(shí)氫氣火焰的亮度。主要儀器為光度計(jì)。
鹽水在壓縮空氣的攪動(dòng)下飛濺,經(jīng)干燥形成微小鹽霧并進(jìn)入風(fēng)道。在過(guò)濾器前后分別采樣,含鹽霧氣樣使氫氣火焰的顏色變藍(lán)、亮度增加。以火焰亮度來(lái)判斷空氣的鹽霧濃度,并以此確定過(guò)濾器對(duì)鹽霧的過(guò)濾效率。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鹽霧顆粒平均直徑為0.4?m,但對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有裝置的實(shí)測(cè)結(jié)果為0.5?m。歐洲對(duì)實(shí)際試驗(yàn)鹽霧顆粒中徑的測(cè)量結(jié)果為0.65?m。
隨著掃描法的普及,歐洲已經(jīng)不再使用鈉焰法。國(guó)內(nèi)有關(guān)部門正在修訂原有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),是廢止還是繼續(xù)使用鈉焰法,兩種意見(jiàn)的都沒(méi)有結(jié)論。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):英國(guó)BS3928-1969,歐洲Eurovent 4/4,中國(guó)GB6165-85。
DOP法
源于美國(guó),國(guó)際通行,中國(guó)從未實(shí)行過(guò)。
試驗(yàn)塵源為0.3?m單分散相DOP(塑料工業(yè)常用增塑劑)液滴。“量”為含DOP空氣的渾濁程度。測(cè)量粉塵的儀器為光度計(jì)(photometer)。以氣樣的濁度差別來(lái)判定過(guò)濾器對(duì)DOP顆粒的過(guò)濾效率。
對(duì)DOP液體加熱成蒸汽,蒸汽在特定條件下冷凝成微小液滴,去掉過(guò)大和過(guò)小的液滴后留下0.3?m左右的顆粒,霧狀DOP進(jìn)入風(fēng)道。測(cè)量過(guò)濾器前后氣樣的濁度,并由此判斷過(guò)濾器對(duì)0.3?m 粉塵的過(guò)濾效率。
DOP法已經(jīng)有50多年的歷史,這種方法曾經(jīng)是國(guó)際上測(cè)量高效過(guò)濾器最常用的方法。早期,人們認(rèn)為過(guò)濾器對(duì)0.3?m的粉塵最難過(guò)濾,因此規(guī)定使用0.3?m粉塵測(cè)量高效過(guò)濾器。
DOP中含苯環(huán),人們懷疑它致癌,因此許多實(shí)驗(yàn)室改用性能類似但不含苯環(huán)的替代物,如DOS,但試驗(yàn)方法仍稱“DOP法”。
通過(guò)改變發(fā)塵參數(shù),可以獲得其它粒徑的DOP液滴。于是就有20年前歐美國(guó)家測(cè)量超高效過(guò)濾器的0.1?m DOP法,有時(shí)測(cè)量?jī)x器也改為凝結(jié)核激光粒子計(jì)數(shù)器。有些國(guó)外廠家曾標(biāo)出對(duì)0.05?m或0.03?m DOP的過(guò)濾效率,那都是商業(yè)上無(wú)科學(xué)依據(jù)的標(biāo)新立異。
測(cè)量高效過(guò)濾器的DOP法也稱“熱DOP法”。與此對(duì)應(yīng)的“冷DOP”是指Laskin噴管(用壓縮空氣在液體中鼓氣泡,飛濺產(chǎn)生霧態(tài)人工塵)產(chǎn)生的多分散項(xiàng)DOP粉塵,在對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行掃描測(cè)試時(shí),人們經(jīng)常使用冷DOP。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-282。
計(jì)數(shù)掃描法
歐洲通用,美國(guó)類似,其他國(guó)家緊跟。目前國(guó)際上高效過(guò)濾器的主流試驗(yàn)方法。
主要測(cè)量?jī)x器為大流量激光粒子計(jì)數(shù)器或凝結(jié)核計(jì)數(shù)器(CNC)。用計(jì)數(shù)器對(duì)過(guò)濾器的整個(gè)出風(fēng)面進(jìn)行掃描檢驗(yàn),計(jì)數(shù)器給出每一點(diǎn)粉塵的個(gè)數(shù)和粒徑。這種方法不僅能測(cè)量過(guò)濾器的平均效率,還可以比較各點(diǎn)的局部效率。
歐洲人的經(jīng)驗(yàn)表明,對(duì)于高效過(guò)濾器,最容易穿透的粉塵粒徑在0.1~0.25?m之間的某一點(diǎn),先確定測(cè)試條件最易穿透的粉塵粒徑,然后連續(xù)掃描測(cè)量過(guò)濾器對(duì)該粒徑粉塵的過(guò)濾效果,歐洲人將這種方法稱為MPPS。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)干脆規(guī)定只測(cè)量0.1~0.2?m區(qū)間。
試驗(yàn)中使用的塵源為是Laskin噴管產(chǎn)生的多分散相液滴,或確定粒徑的固體粉塵。有時(shí),過(guò)濾器廠商要按照用戶的特殊要求,使用大氣粉塵或其它特定粉塵。若測(cè)試中使用的是凝結(jié)核計(jì)數(shù)器,就必須采用粒徑已知的單分散相試驗(yàn)粉塵。
用計(jì)數(shù)器掃描一臺(tái)過(guò)濾器需要較長(zhǎng)時(shí)間。為了節(jié)省時(shí)間,國(guó)外將4組大流量采樣頭和激光測(cè)量裝置合為一體,這使檢測(cè)速度大大提高,但一臺(tái)掃描臺(tái)的檢測(cè)速度仍趕不上一條普通過(guò)濾器生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度,所以主流過(guò)濾器廠經(jīng)常需要配置數(shù)臺(tái)掃描裝置。
計(jì)數(shù)掃描法是測(cè)試高效過(guò)濾器最嚴(yán)格的方法,用這種方法替代其它各種傳統(tǒng)方法是大趨勢(shì)。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):歐洲EN 1882.1~1882.5-1998~2000,美國(guó)IES-RP-CC007.1-1992。
光度計(jì)掃描
塵源一般為多分散相液滴,如Laskin噴管產(chǎn)生的DOP煙霧。使用光度計(jì)對(duì)過(guò)濾器的全平面進(jìn)行掃描檢漏。這種掃描方法能快速、準(zhǔn)確地找到過(guò)濾器的漏點(diǎn)。由于塵源為多分散相,而光度計(jì)不能確定粉塵粒徑,所以這種掃描法給出“過(guò)濾效率”沒(méi)有什么實(shí)際意義。
有些廠家和用戶認(rèn)為,只要對(duì)濾紙的品質(zhì)和規(guī)格嚴(yán)加控制,過(guò)濾器的效率就已經(jīng)確定了,因此,僅進(jìn)行以檢漏為目的的掃描就可以保證過(guò)濾器的質(zhì)量。
光度計(jì)掃描檢漏的方法沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可依,但這種方法對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制很有效,所用的測(cè)試設(shè)備又相對(duì)簡(jiǎn)單,因此有些廠家目前使用這種方法。光度掃描測(cè)試臺(tái)很容易改成計(jì)數(shù)掃描臺(tái),花些錢將買臺(tái)激光粒子計(jì)數(shù)器就可以了。
油霧法 Oil Mist
原西德,原蘇聯(lián),中國(guó)。
塵源為油霧。“量”為含油霧空氣的濁度。儀器為濁度計(jì)。以氣樣的濁度差別來(lái)判定過(guò)濾器對(duì)油霧顆粒的過(guò)濾效率。
德國(guó)規(guī)定用石蠟油,油霧粒徑為0.3~0.5?m。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的油霧平均重量直徑為0.28~0.34?m,對(duì)油的種類未做具體規(guī)定。
油霧法在德國(guó)本土已經(jīng)成為歷史,德國(guó)于1993年率先搞出了計(jì)數(shù)掃描法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1882就是以德國(guó)計(jì)數(shù)掃描法標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本制定的。
雖然中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以用油霧法,但國(guó)內(nèi)廠家更愿意使用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的另一種鈉焰法,只有部分生產(chǎn)濾材的廠家在測(cè)量過(guò)濾材料時(shí)仍使用油霧法。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):中國(guó)GB6165-85,德國(guó)DIN24184-1990。
熒光法 Uranine
只有法國(guó)使用,目前僅限于對(duì)部分核工業(yè)過(guò)濾器的測(cè)試。
試驗(yàn)塵源為噴霧器產(chǎn)生的熒光素鈉粉塵。試驗(yàn)中,首先在過(guò)濾器前后采樣,然后用水溶解采樣濾紙上的熒光素鈉,再測(cè)量含熒光素鈉水溶液在特定條件下的熒光亮度,這一亮度間接地反映出粉塵的重量。以過(guò)濾器前后樣品的熒光亮度差別來(lái)判斷過(guò)濾器效率。
根據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn),發(fā)塵裝置產(chǎn)生的粉塵粒徑的計(jì)數(shù)平均值為0.08?m,粒徑的體積平均值為0.15?m。
熒光法比較麻煩,測(cè)量時(shí)要先采樣,再清洗試樣,然后再到另一處去測(cè)量熒光。實(shí)際上,法國(guó)過(guò)濾器廠過(guò)去最常使用的是DOP法,而不是自己規(guī)定的熒光法,現(xiàn)在法國(guó)人又將歐洲標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)的計(jì)數(shù)掃描法定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),熒光法成了擺設(shè)。只有當(dāng)涉到核級(jí)高效過(guò)濾器時(shí),為了滿足20年前傳統(tǒng)客戶的要求,他們才使用熒光法。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):法國(guó)NF X44-011-1972。
其它方法
變風(fēng)量檢漏。使用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)風(fēng)道,如果降低風(fēng)量后過(guò)濾器的效率降低,則肯定有漏點(diǎn)。在過(guò)去的高效過(guò)濾器試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中,經(jīng)常出現(xiàn)變風(fēng)量檢漏的方法。變風(fēng)量檢查只能判斷過(guò)濾器是否有漏點(diǎn),不能對(duì)漏點(diǎn)定位。
發(fā)煙檢漏。在暗室中,在過(guò)濾器上游發(fā)煙,用一束強(qiáng)光照射過(guò)濾器出風(fēng)面,當(dāng)過(guò)濾器有漏點(diǎn)時(shí),可以明顯地看到漏點(diǎn)處的一縷青煙。這種方法可以準(zhǔn)確地對(duì)漏點(diǎn)定位,以便進(jìn)行可能的修補(bǔ)。發(fā)煙檢漏方法不那么講究,但十分有效。
無(wú)污染檢驗(yàn)。有些客戶擔(dān)心試驗(yàn)用的粉塵污染過(guò)濾器,過(guò)濾器制造廠不得不在測(cè)試時(shí)使用客戶認(rèn)為不污染過(guò)濾器的粉塵。例如,半導(dǎo)體芯片廠討厭鈉鹽、油霧、DOP,他們經(jīng)常要求制造廠家使用他們認(rèn)為安全的固體顆粒粉塵;有些制藥廠要求直接使用室外大氣中的粉塵測(cè)量過(guò)濾器。
中國(guó)效率分類
一般通風(fēng)用過(guò)濾器分級(jí)
對(duì)于一般通風(fēng)用過(guò)濾器,兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按新過(guò)濾器的計(jì)數(shù)法效率將過(guò)濾器分成五個(gè)和四個(gè)等級(jí)。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)曾對(duì)過(guò)濾器市場(chǎng)起了很好的規(guī)范作用,它們結(jié)束了部門間各自為戰(zhàn)的局面,并在過(guò)去的“中效”范圍增加了一級(jí)“高中效”,以適應(yīng)當(dāng)時(shí)人們對(duì)改善潔凈室預(yù)過(guò)濾器性能的要求。
GB12218-89分級(jí) I II III IV V
粒徑,?m ≥5.0 ≥1.0 ≥0.5
計(jì)數(shù)效率,% <40 40≤E<80 20≤E<70 70≤E<99 95≤E<99.9
GB/T14295-93分級(jí) 粗效 中效 高中效 亞高效
粒徑,?m ≥5.0 ≥1.0 ≥0.5
計(jì)數(shù)效率,% 20≤E<80 20≤E<70 70≤E<99 95≤E<99.9
表中的分級(jí)基于80年代末至90年代初的國(guó)內(nèi)技術(shù)水平,尤其是考慮了當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)光學(xué)粒子計(jì)數(shù)器的水平。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作已經(jīng)被列入相關(guān)部門的議事日程。
中國(guó)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)數(shù)法與國(guó)外計(jì)數(shù)法的主要差別在于:
1,國(guó)內(nèi)僅測(cè)量新過(guò)濾器效率,國(guó)外測(cè)量發(fā)塵各階段效率的平均值;
2,國(guó)內(nèi)測(cè)量大于某粒徑全部粒子的過(guò)濾效率,國(guó)外測(cè)量某粒徑段粒子的效率;
3,國(guó)外計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)人工粉塵,國(guó)內(nèi)使用大氣粉塵。
高效過(guò)濾器
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13554-92規(guī)定,高效過(guò)濾器為:
1,按GB6165規(guī)定的鈉焰法測(cè)試,其效率≥99.9%的過(guò)濾器;
2,對(duì)粒徑≥0.1?m的粒子,其效率≥99.999%的過(guò)濾器。
前者指一般高效過(guò)濾器,相比之下,國(guó)外一般定義高效過(guò)濾器的效率為≥99.97%。
后者指超高效過(guò)濾器。
國(guó)家有關(guān)部門已經(jīng)計(jì)劃對(duì)高效過(guò)濾器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。
歐洲效率分類(CEN EN779)
EN779-1993 EN1882-1998
規(guī)格 計(jì)重法 Arrestance
% 計(jì)徑計(jì)數(shù)法
Particle Eff
0.4?m 平均,% 最易穿透粒徑法
MPPS
%
G1
G2
G3
G4 ≤E<65
65≤E<80
80≤E<90
90≤E
F5
F6
F7
F8
F9 40≤E<60
60≤E<80
80≤E<90
90≤E<95
95≤E
H10
H11
H12
H13
H14
H15
H16
H17 85≤E<95
95≤E<99.5
99.5≤E<99.95
99.95≤E<99.995
99.995≤E<99.9995
99.9995≤E<99.99995
99.99995≤E<99.999995
99.999995≤E
注1:當(dāng)試驗(yàn)終阻力為450Pa時(shí),對(duì)0.4?m處的平均計(jì)數(shù)效率值相當(dāng)于比色法效率值。
注2:由于是發(fā)塵試驗(yàn),平均計(jì)數(shù)效率值高于中國(guó)現(xiàn)行方法測(cè)出的初始效率值。
歐洲標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)新的計(jì)數(shù)法標(biāo)準(zhǔn)將取代原有EN779中規(guī)定的比色法。
歐洲舊分類,歐洲通風(fēng)協(xié)會(huì) Eurovent
Eurovent 4/5-1979 Eurovent 4/4
規(guī)格 計(jì)重法 Arrestance
% 比色法
Dust-spot
% 鈉焰法
Sodium Flame
%
EU1
EU2
EU3
EU4 ≤E<65
65≤E<80
80≤E<90
90≤E
EU5
EU6
EU7
EU8
EU9 40≤E<60
60≤E<80
80≤E<90
90≤E<95
95≤E
EU10
EU11
EU12
EU13
EU14 95≤E<99.9
99.9≤E<99.97
99.97≤E<99.99
99.99≤E<99.999
99.999≤E
美國(guó)分類(ASHRAE 52.2-1999)
規(guī)格 計(jì)重法
Arrestance
% 計(jì)徑計(jì)數(shù)法,%
Particle Efficiency
0.30~1.0?m 1.0~3.0?m 3.0~10?m
C-1
C-2
C-3
C-4 E<65
65≤E<70
70≤E<75
75≤E<80
L-5
L-6
L-7
L-8 (80 ~ 85)
(85 ~ 90)
( > 90) 20≤E<35
35≤E<50
50≤E<70
70≤E<85
M-9
M-10
M-11
M-12 E<50
50≤E<65
65≤E<80
80≤E<90
H-13
H-14
H-15
H-16 E<75
75≤E<85
85≤E<95
95≤E
UH-17
UH-18
UH-19 HEPA過(guò)濾器,參見(jiàn)IES標(biāo)準(zhǔn)
DOP法,對(duì)0.3μm單分散相DOP粒子。 ≥99.97%
≥99.99%
≥99.999%
UH-20 ULPA過(guò)濾器,參見(jiàn)IES標(biāo)準(zhǔn)
計(jì)數(shù)法,掃描,對(duì)0.1~0.2?m粒子。 ≥99.999%
美國(guó)環(huán)境科學(xué)院高效過(guò)濾器性能分類,IES-RP-CC001.3-1993
A類(Type A):額定風(fēng)量下DOP試驗(yàn),對(duì)0.3?m粒子的過(guò)濾效率≥99.97%。
B類(Type B):滿足A類性能,并經(jīng)過(guò)100%與20%額定風(fēng)量比較撿漏試驗(yàn)。
C類(Type C):0.3?mDOP試驗(yàn)過(guò)濾效率≥99.99%,并經(jīng)過(guò)多分散相DOP掃描試驗(yàn)。
D類(Type D):0.3?mDOP試驗(yàn)過(guò)濾效率≥99.999%,并經(jīng)過(guò)多分散相DOP掃描試驗(yàn)。
E類(Type E):滿足美國(guó)軍用與原子能標(biāo)準(zhǔn)MIL-F-51477,MIL-F-51068,用于過(guò)濾毒物、核污染物等危險(xiǎn)粉塵的過(guò)濾器,0.3?mDOP試驗(yàn)過(guò)濾效率≥99.97%。
F類(Type F):粒子計(jì)數(shù)掃描試驗(yàn),對(duì)0.1~0.2μm粒子的過(guò)濾器效率>99.999%。
一般通風(fēng)系統(tǒng)過(guò)濾器尺寸
袋式過(guò)濾器 — 592×592mm
袋式過(guò)濾器是中央空調(diào)和集中通風(fēng)系統(tǒng)中最常用過(guò)濾器品種。在發(fā)達(dá)國(guó)家,這種過(guò)濾器的名義尺寸為610×610mm(24”×24”),對(duì)應(yīng)的實(shí)際外框尺寸為592×592mm。
過(guò)濾段由若干610×610mm的單元拼成。有時(shí),為了排滿過(guò)濾斷面,在過(guò)濾段的邊緣配有模數(shù)為305×610mm和508×610mm的過(guò)濾器。
常用袋式過(guò)濾器尺寸與過(guò)濾風(fēng)量
袋式過(guò)濾器
名義尺寸
mm(英寸) 實(shí)際 額定風(fēng)量 實(shí)際
邊框尺寸 過(guò)濾風(fēng)量
mm m3/h (cfm) m3/h 占產(chǎn)品
總數(shù)
%
610×610(24”×24”)
305×610(12”×24”)
508×610(20”×24”)
其它尺寸 592×592 3400(2000) 2500~4500
287×592 1700(1000) 1250~2500
508×592 2830(1670) 2000~4000
75%
15%
5%
5%
過(guò)濾斷面布置實(shí)例
以前,國(guó)產(chǎn)袋式過(guò)濾器沒(méi)有統(tǒng)一尺寸規(guī)定。制造廠和設(shè)計(jì)師各行其是,這使得過(guò)濾器尺寸繁多。設(shè)計(jì)師費(fèi)事、用戶麻煩、過(guò)濾器生產(chǎn)水平低。
進(jìn)口中央空調(diào)涌入中國(guó),24英寸隨之而來(lái)。我們很難改變過(guò)濾器的英制尺寸,正如我們難以改變?nèi)藗儗?duì)電視機(jī)和自行車的習(xí)慣說(shuō)法。盡管從未有人規(guī)定過(guò),但近些年來(lái)24英寸這個(gè)外來(lái)尺寸成了國(guó)產(chǎn)過(guò)濾器的主流尺寸。
其它形式過(guò)濾器 — 仍是24英寸
在通風(fēng)系統(tǒng)中,除袋式過(guò)濾器外,人們開(kāi)發(fā)了多種其它形式的過(guò)濾器。在確定尺寸時(shí),只有少數(shù)廠家推行別出心裁的規(guī)格,多數(shù)廠家和用戶固守著24”,過(guò)濾器的安裝方式也大同小異。
市場(chǎng)上有不少替代袋式過(guò)濾器的產(chǎn)品,如W型無(wú)隔板過(guò)濾器、帶安裝邊框的箱形過(guò)濾器。為了奪取袋式過(guò)濾器的市場(chǎng),它們中許多能與袋式過(guò)濾器互換,安裝形式和邊框尺寸也就要與袋式過(guò)濾器的相同。有些替代產(chǎn)品在尺寸上的微小差異,如:595mm,593mm,597mm。
其它形式過(guò)濾器大都也是24”,實(shí)際尺寸因過(guò)濾器形式和生產(chǎn)廠家而異。如平板過(guò)濾器的邊框尺寸多為595mm,箱形過(guò)濾器(有隔板或無(wú)隔板)的外框尺寸為592 mm、595 mm、或610mm。
用戶喜歡通用性
某用戶,年消耗一般通風(fēng)用過(guò)濾器6000多只,全部只有4種效率規(guī)格,2種安裝尺寸規(guī)格。這給維護(hù)、備件存放和采購(gòu)工作帶來(lái)不少好處。多數(shù)過(guò)濾器廠家可以批量生產(chǎn)這些過(guò)濾器。批量集中,規(guī)格通用,供貨沒(méi)問(wèn)題,質(zhì)量好保證,價(jià)格也優(yōu)惠。
某用戶,過(guò)濾器裝機(jī)量200余只,有多達(dá)26種規(guī)格,這給日常維護(hù)和備件管理帶來(lái)許多麻煩。供應(yīng)商不肯降價(jià),交貨期長(zhǎng),質(zhì)量沒(méi)保證,改換供應(yīng)商又不那么容易
高效過(guò)濾器尺寸
484系列
1965年,國(guó)產(chǎn)高效過(guò)濾器亮相于蚌埠,它的外形尺寸為484×484×220mm。當(dāng)時(shí)研制者設(shè)計(jì)的安裝模數(shù)為500×500mm,考慮到周邊需預(yù)留吊桿的位置,確定過(guò)濾器的斷面為484×484 mm。另一種說(shuō)法是,當(dāng)時(shí)測(cè)繪了一只英國(guó)過(guò)濾器,它的尺寸是484×484mm。
484mm尺寸過(guò)濾器的早期商品代號(hào)是GS-01和GB-01。其中,G代表“過(guò)濾器”,S代表“石棉纖維”,B代表“玻璃纖維”,01代表邊框長(zhǎng)484mm。這里的GB與“國(guó)標(biāo)”毫不相干。
484mm是中國(guó)高效過(guò)濾器的經(jīng)典。30多年來(lái),484×484×220mm一直是國(guó)產(chǎn)高效過(guò)濾器的主流。
630系列
中國(guó)高效過(guò)濾器的另一流行尺寸為630×630×220mm。與484mm產(chǎn)生的背景類似,研制者確定的安裝模數(shù)為650mm,減去安裝間隙,就成了630mm。630mm的派生尺寸為315mm,945 mm和1260mm。
630mm過(guò)濾器的早期商品代號(hào)為GB-03,其中03代表邊框長(zhǎng)630mm。
320mm
320×320×260mm過(guò)濾器的早期商品代號(hào)為GB-02。這一規(guī)格曾與484mm和630mm系列并存,但現(xiàn)在已不多見(jiàn)。
國(guó)標(biāo)系列
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)曾規(guī)定高效過(guò)濾器的外框邊長(zhǎng)為400、500、600、700、800、900mm。這套尺寸標(biāo)準(zhǔn)從未得到過(guò)市場(chǎng)的認(rèn)可。
610系列
自40年代高效過(guò)濾器問(wèn)世以來(lái),發(fā)達(dá)國(guó)家的高效過(guò)濾器外框?qū)挾仁冀K以610mm(24")為主。80年代,進(jìn)口過(guò)濾器隨成套設(shè)備進(jìn)入中國(guó)。90年代,610mm這一尺寸在國(guó)內(nèi)流行。今天,610mm要反客為主。
610mm的派生尺寸為203、305、762、915、1219、1524、1829mm(8”,12”,30”,36”,48”,60”,72”)。
610系列傳統(tǒng)有隔板過(guò)濾器的厚度為292mm和150 mm兩種。70年代后出現(xiàn)的無(wú)隔板過(guò)濾器厚度多在65~100之間。
空調(diào)器內(nèi)使用的高效過(guò)濾器的厚度仍是292mm。寬度尺寸為610mm和305mm兩種,有些過(guò)濾器以610mm和305mm為安裝模數(shù),實(shí)際尺寸略小些。
高效過(guò)濾器的額定風(fēng)量
習(xí)慣上,國(guó)產(chǎn)484mm和630mm高效過(guò)濾器的額定風(fēng)量標(biāo)為1000m3/h和1500m3/h。實(shí)際使用中,這種額定風(fēng)量要打不少折扣。過(guò)濾器是按額定風(fēng)量賣錢的,盡管不合理,但有商業(yè)好處,因此沒(méi)人主動(dòng)將額定數(shù)據(jù)中的“水分”擠掉。好在設(shè)計(jì)師們已經(jīng)習(xí)慣了,無(wú)非是乘個(gè)“保險(xiǎn)系數(shù)”。
610mm系列過(guò)濾器的風(fēng)量數(shù)據(jù)比較實(shí)在,一般無(wú)須乘保險(xiǎn)系數(shù)。
設(shè)計(jì)師的對(duì)策
今后若干年內(nèi),484mm、630mm、610mm三套尺寸系列會(huì)在中國(guó)并存。鑒于此,設(shè)計(jì)師可按照自己的嗜好,在這三套系列中任選其一。
但是,要避免在同一工程中混用不同尺寸系列的過(guò)濾器,因?yàn)槟菢訒?huì)給設(shè)計(jì)、施工、以及日后的維護(hù)和備件選購(gòu)帶來(lái)麻煩
美國(guó)防火等級(jí)
過(guò)濾器的防火等級(jí),美國(guó)UL保險(xiǎn)商試驗(yàn)所標(biāo)準(zhǔn),UL-900-1997
二級(jí)(Class 1)
過(guò)濾器(干凈時(shí))遇明火不燃燒,僅散發(fā)極微量的煙霧。
二級(jí)(Class 2)
過(guò)濾器(干凈時(shí))遇明火輕微燃燒,或散發(fā)有限的煙霧,或兩者同時(shí)發(fā)生。
過(guò)濾器結(jié)構(gòu)與防火分類,美國(guó)環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究所IES-RP-CC001.3-1993
第一類(Grade 1):
不燃結(jié)構(gòu),能承受惡劣的環(huán)境,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。主要用于軍事、原子能、重要工業(yè)。
滿足美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-F-51068。
第二類(Grade 2):
阻燃結(jié)構(gòu),經(jīng)耐水試驗(yàn)、耐低溫試驗(yàn)、以及軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-F-51068中的部分試驗(yàn)。
滿足美國(guó)UL-586標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)(火焰試驗(yàn))。
第三類(Grade 3):
遇火不燃燒,僅散發(fā)微量煙霧。符合UL-900標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)。
第四類(Grade 4):
遇火輕微燃燒,或散發(fā)有限煙霧。符合UL-900標(biāo)準(zhǔn)中的二級(jí)。
第五類(Grade 5):
阻燃材料結(jié)構(gòu),無(wú)助燃物質(zhì),遇火僅產(chǎn)生少量煙霧或不產(chǎn)生煙霧。用于潔凈室頂送風(fēng)或側(cè)送風(fēng)處的空氣過(guò)濾。
第六類(Grade 6):
用于無(wú)特殊防火要求和不十分重要的場(chǎng)所。
在濾清器行業(yè),國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織指定AC細(xì)灰作為試驗(yàn)粉塵,雖然沒(méi)指明產(chǎn)地,但依其成分
選用有效過(guò)濾面積大的過(guò)濾器
氣流實(shí)際通過(guò)濾料的面積稱為“有效過(guò)濾面積”。除少量低效率過(guò)濾器外,有效過(guò)濾面積經(jīng)常是過(guò)濾器迎風(fēng)面的數(shù)倍、數(shù)十倍,有時(shí)達(dá)一百倍。
被捕捉到的粉塵大都集中在過(guò)濾材料的迎風(fēng)面上。過(guò)濾器中的有效過(guò)濾面積大,能容納的粉塵就多,過(guò)濾器的使用壽命就長(zhǎng)。
有效面積大,穿過(guò)單位面積的風(fēng)速就低,過(guò)濾器的阻力就小。
增大有效過(guò)濾面積是延長(zhǎng)過(guò)濾器使用壽命的最顯著手段。
經(jīng)驗(yàn)表明,對(duì)于同種結(jié)構(gòu)、同樣濾料的過(guò)濾器,當(dāng)終阻力確定時(shí):濾料面積增加50%,過(guò)濾器的使用壽命會(huì)延長(zhǎng)70%~80%;增加一倍,過(guò)濾器的使用壽命是原來(lái)的約3倍。
濾料多,過(guò)濾器的價(jià)格會(huì)相應(yīng)地提高,但提高的幅度肯定不如過(guò)濾器壽命延長(zhǎng)的幅度。再則,有效面積大了,初阻力降低,系統(tǒng)的能耗也會(huì)下降。對(duì)用戶來(lái)說(shuō),選用有效面積大的過(guò)濾器肯定合算。
當(dāng)然,要根據(jù)過(guò)濾器的特定結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)條件來(lái)考慮增加有效過(guò)濾面積的可能性。例如袋式過(guò)濾器,可以增加濾袋的數(shù)量和濾袋的長(zhǎng)度;對(duì)于傳統(tǒng)有隔板過(guò)濾器,可以同廠家探討降低隔板的間隔以增加濾紙的褶數(shù);對(duì)于設(shè)計(jì)中的項(xiàng)目,可以選擇能容納過(guò)濾材料多的那種過(guò)濾器。
高效過(guò)濾器必須經(jīng)過(guò)逐臺(tái)測(cè)試
在國(guó)外,制造廠對(duì)高效過(guò)濾器進(jìn)行逐臺(tái)測(cè)試是不言而喻的事。在很講究的制造廠內(nèi),對(duì)剛下生產(chǎn)線的高效過(guò)濾器進(jìn)行測(cè)試,能揀出3%的過(guò)濾器有漏點(diǎn),其中大部分可以修復(fù)成合格品,但仍有約1%因無(wú)法修復(fù)而報(bào)廢。
在國(guó)內(nèi)制造廠家,對(duì)剛下線的高效過(guò)濾器進(jìn)行測(cè)試,不合格率達(dá)3%~10%,極端情況下的不合格率可高達(dá)30%??杀氖?,國(guó)內(nèi)數(shù)百家高效過(guò)濾器制造廠,有測(cè)試手段的不足10%,其中能堅(jiān)持逐臺(tái)測(cè)試的廠家更是屈指可數(shù)。大量未經(jīng)測(cè)試的高效過(guò)濾器流入市場(chǎng),而許多用戶并不追究。
目測(cè)是查不出過(guò)濾器的漏點(diǎn)的。對(duì)于高潔凈度場(chǎng)合,一只漏氣的過(guò)濾器就足以使整個(gè)工程失敗。所以,每一只高效過(guò)濾器在出廠前,都必須在專門的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)性能檢驗(yàn)。一旦選用了未經(jīng)逐臺(tái)測(cè)試的高效過(guò)濾器,用戶就要承擔(dān)工程失敗的風(fēng)險(xiǎn)。
各過(guò)濾器制造商間可能采用的是不同的測(cè)試方法,用戶可能贊成或懷疑特定的方法。最基本的原則是,制造商必須對(duì)每臺(tái)高效過(guò)濾器都進(jìn)行例行測(cè)試,而具體的測(cè)試方法則可以另商量。
大多數(shù)制造商持有第三方對(duì)高效過(guò)濾器的檢驗(yàn)報(bào)告或鑒定證書(shū)。這些文件只代表送檢樣品的性能,不保證您選購(gòu)的那批過(guò)濾器是否合格。許多時(shí)候,商家向人們出示的第三方報(bào)告越多,人們?cè)绞且獞岩伤约菏欠裾嬗袦y(cè)試手段,是否真對(duì)高效過(guò)濾器進(jìn)行逐臺(tái)測(cè)試。
國(guó)內(nèi)有個(gè)怪現(xiàn)象,長(zhǎng)期以來(lái)很多廠家和科研部門不斷地研制高效過(guò)濾器,但很少有人去操心檢測(cè)手段,以致于用來(lái)說(shuō)事兒的成果一大片,像樣的產(chǎn)品卻不多見(jiàn)。直到 2001年,仍有人要重新研制所謂“0.1?m高效過(guò)濾器”。研制了多年,當(dāng)今國(guó)內(nèi)大手筆的潔凈項(xiàng)目,其高效過(guò)濾器仍被國(guó)外少數(shù)廠家壟斷。
當(dāng)前,對(duì)于國(guó)內(nèi)眾多高效過(guò)濾器生產(chǎn)廠家而言,建立測(cè)試手段,并堅(jiān)持逐臺(tái)測(cè)試,這是改變國(guó)產(chǎn)高效過(guò)濾器名聲的最緊迫任務(wù),是提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)性的最直接手段,也是廠家目前最容易作到的事。
堅(jiān)持逐臺(tái)測(cè)試會(huì)提高生產(chǎn)成本(測(cè)試費(fèi)用,廢品),價(jià)格也會(huì)略微提高,只要你能證明每臺(tái)高效過(guò)濾器都經(jīng)過(guò)測(cè)試,用戶會(huì)相信你的產(chǎn)品。
比較纖維直徑,粗辨過(guò)濾性能
在過(guò)濾過(guò)程中,纖維是攔截粉塵的障礙物。纖維細(xì),單位體積內(nèi)的纖維數(shù)量就多;纖維多,過(guò)濾效率就高。
氣流繞纖維運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生能耗,表現(xiàn)為纖維對(duì)氣流的阻力。兩塊過(guò)濾效率相同的材料,粗纖維阻力大,細(xì)纖維阻力小。
粉塵除了被纖維擋住外,還可以被先期捕捉住的粉塵阻攔,于是,纖維表面的粉塵以“樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)”松散地堆積,纖維是“干”,粉塵是“枝”。纖維多,能形成的枝狀結(jié)構(gòu)就多,單位面積能容納的粉塵就多,過(guò)濾器的使用壽命就長(zhǎng)。纖維多,纖維間空當(dāng)就小,由粉塵形成的枝狀結(jié)構(gòu)就牢固,集塵被吹散而造成二次污染的可能性就小。
同樣厚度,同樣蓬松度的兩塊濾料,細(xì)纖維濾料過(guò)濾效率高,細(xì)纖維濾料容塵能力大。
同樣效率、同樣結(jié)構(gòu),由不同纖維組成的兩塊濾料,細(xì)纖維濾料阻力低。
空調(diào)系統(tǒng)本身需要好的過(guò)濾器
多年來(lái),空調(diào)設(shè)計(jì)師根據(jù)用戶的需求選擇過(guò)濾器,如今,人們意識(shí)到,中央空調(diào)本身也要有好的過(guò)濾器來(lái)保護(hù)。
只用低效率過(guò)濾器,空調(diào)系統(tǒng)毛病多:
氣道阻塞、風(fēng)機(jī)結(jié)垢,使風(fēng)量減小;
換熱部件效率降低;
溫濕度等測(cè)量與控制元件失靈;
動(dòng)態(tài)末端送風(fēng)裝置失靈;
全熱交換裝置失效;
管道內(nèi)溫濕度適中的積灰是微生物繁衍的理想場(chǎng)所。
許多中央空調(diào)器,使用一、兩年后,性能明顯下降,打開(kāi)空調(diào)器,癥結(jié)一目了然。其現(xiàn)象:積灰;其根源:過(guò)濾器效率偏低