過濾潔效率和凈等級(jí)

、過濾器術(shù)語(yǔ)及常識(shí)

1.1初阻力（Initial Resistance）

實(shí)際使用時(shí)或試驗(yàn)條件下新過濾器的阻力，或者，額定風(fēng)量下新過濾器的阻力。

1.2終阻力（Final Resistance）

判定過濾器報(bào)廢的阻力指標(biāo)。

1.3無(wú)隔板過濾器（Mini-Pleat，或者Close-Pleat）   

1.4隔板過濾器（Deep-Pleat）   

1.5自潔式過濾器（Pulse-jet Filter）  

帶有壓縮空氣脈沖反吹清灰功能的過濾器和除塵器。   

1.6預(yù)過濾器（Pre-Filer）   

對(duì)下一級(jí)過濾器起保護(hù)作用的過濾器。預(yù)過濾器可以有各種形式和效率規(guī)格。

1.7高效過濾器（High Efficiency Particulate Air Fliter簡(jiǎn)稱為HEPA Filter）

傳統(tǒng)說法：對(duì)0.3μm粒子過濾效率≥99.97%的過濾器；

國(guó)內(nèi)通行說法：用鈉焰法試驗(yàn)，效率≥99.97%的過濾器；

待修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：用鈉焰法試驗(yàn)，效率≥99.9%

1.8亞高效過濾器

國(guó)內(nèi)特有的產(chǎn)品（說法），用鈉焰法試驗(yàn)，效率≥95%的過濾器；

國(guó)外同類效率的產(chǎn)品（H10）主要用于高效過濾器的預(yù)過濾。

1.9超高效過濾器（甚高效過濾器）（Ultra Low Penerration Air簡(jiǎn)稱ULPA Filter）

對(duì)0.1～0.2μm粒子過濾效率≥99.999%的過濾器（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）

對(duì)MPPS效率≥99.9995%的過濾器（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）

1.10室內(nèi)空氣品質(zhì)（Indoor Air Quality簡(jiǎn)稱IAQ）

1.11換氣次數(shù)（Air Changes）

一小時(shí)內(nèi)送風(fēng)量與室內(nèi)體積之比。

1.12潔凈度（Cleanliness）

潔凈室或潔凈區(qū)域單位空間所含某粒徑以上顆粒物的限度。

1.13 ASHRAE Efficiency

采用美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE52.1規(guī)定方法測(cè)出的效率。一般是指比色法（Dust-Spot）效率，有時(shí)也稱NBS效率、AFI效率。

二、過濾效率

2.1國(guó)外過濾效率的分類

2.2國(guó)內(nèi)過濾效率的分類

2.2.1一般通風(fēng)用過濾器分級(jí)

對(duì)于一般通風(fēng)用過濾器，兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按新過濾器的計(jì)數(shù)法效率將過濾器分成五個(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)過濾器性能的要求。

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。 

2.2.2高效過濾器 

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB13554-92規(guī)定，高效過濾器為：

1.按GB6165規(guī)定的鈉焰法測(cè)試，其效率≥99.9%的過濾器； 

2.對(duì)粒徑≥0.1mm的粒子，其效率≥99.999%的過濾器。

前者指一般高效過濾器，相比之下，國(guó)外一般定義高效過濾器的效率為≥99.97%。后者指超高效過濾器。

2.3一般通風(fēng)用過濾器試驗(yàn)方法

2.3.1計(jì)重法（Arrestance）

過濾器裝在標(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)量穿過過濾器的粉塵重量或過濾器上的集塵量，由此得到過濾器在該階段按粉塵重量計(jì)算的過濾效率。終的計(jì)重效率是各試驗(yàn)階段效率依發(fā)塵重的加權(quán)平均值。計(jì)重法用于測(cè)量低效率過濾器，這些過濾器通常用于中央空調(diào)系統(tǒng)中的預(yù)過濾。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)ANSI/ASHRAE 52.1-1992，歐洲EN779：1993，中國(guó)GB12218-89。

2.3.2比色法（Dust-Spot）

在過濾器前后采樣，采樣頭上有高效濾紙，這樣，過濾器前后采樣點(diǎn)高效濾紙的污染程度有所不同。試驗(yàn)時(shí)，每經(jīng)過一段發(fā)塵試驗(yàn)，測(cè)量不同發(fā)塵狀態(tài)下過濾器前后采樣點(diǎn)高效濾紙的通光量，通過比較濾紙通光量的差別，用規(guī)定計(jì)算方法得出所謂“過濾效率”。終的比色效率是試驗(yàn)全過程各階段效率值依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。比色法用于測(cè)量效率較高的過濾器。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)ANSI/ASHRAE 52.1-1992，歐洲EN779：1993。

2.3.4大氣塵計(jì)數(shù)法

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。大氣塵計(jì)數(shù)法用于測(cè)量一般通風(fēng)用過濾器，其效率只代表新過濾器的性能。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB12218-89

2.3.4計(jì)數(shù)法（Particle Efficiency）

在每次發(fā)塵試驗(yàn)之前和之后，進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并計(jì)算過濾器對(duì)各種粒徑顆粒物的過濾效率。當(dāng)達(dá)到終止試驗(yàn)的條件時(shí)，停止試驗(yàn)。過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。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)ASHRAE52.2-1999，歐洲PREN779

2.4高效過濾器的試驗(yàn)方法

2.4.1鈉焰法（Sodium Flame）

鹽水在壓縮空氣的攪動(dòng)下飛濺，經(jīng)過干燥形成微小鹽霧并進(jìn)入風(fēng)道。在過濾器前后分別采樣，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，并以此確定過濾器對(duì)鹽霧的過濾效率。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鹽霧顆粒平均直徑為0.4μm。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：英國(guó)BS3928-1969，歐洲Eurovent4/4，中國(guó)GB6165-85。

2.4.2 DOP法

試驗(yàn)塵源為0.3μm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)判定過濾器對(duì)DOP顆粒的過濾效率。

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，去掉過大和過小的液滴后留下0.3μm左右的顆粒，霧狀DOP進(jìn)入風(fēng)道，測(cè)量過濾器前后氣樣的濁度，并由此判斷過濾器0.3μm粉塵的過濾效率。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-282。

2.4.3計(jì)數(shù)掃描法

試驗(yàn)時(shí)，使用大流量激光粒子計(jì)數(shù)器或凝結(jié)核計(jì)數(shù)器對(duì)過濾器的整個(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)量過濾器的平均效率，還可以比較各點(diǎn)的局部效率。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：歐洲EN1882.1~1882.5-1998~2000，美國(guó)IES-RP-CC007.1-1992。

2.4.4光度計(jì)掃描

粉塵一般為多分散相液滴，使用光度計(jì)對(duì)過濾器的全平面進(jìn)行掃描檢漏，這種方法能快速、準(zhǔn)確的找到過濾器的漏點(diǎn)。由于粉塵為多分散相，而光度計(jì)不能確定粉塵粒徑，此方法檢測(cè)出來(lái)的“過濾效率”沒什么實(shí)際意義，另外，此方法目前沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可依。

2.4.5油霧法（Oil Mist）

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)判定過濾器對(duì)油霧顆粒的過濾效率。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：中國(guó)GB6165-85，德國(guó)DIN24184-1990。

2.4.6熒光法（Uranine）

試驗(yàn)塵源為噴霧器產(chǎn)生的熒光素鈉粉塵。試驗(yàn)中，首先在過濾器的前后采樣，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，這一亮度間接的反映出粉塵的重量。以過濾器前后樣品的熒光亮度差別來(lái)判斷過濾器效率（此方法僅限于核工業(yè)過濾器的測(cè)試）。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：法國(guó)NF X44-011-1972。

合理確定各級(jí)過濾器過濾效率

一般情況下，末一級(jí)過濾器決定空氣凈化的程度。上游的各級(jí)過濾器只起到保護(hù)作用，它保護(hù)下風(fēng)端過濾器以延長(zhǎng)其使用壽命，或保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)以確保其正常工作。在空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)首先根據(jù)用戶的潔凈要求確定末一級(jí)過濾器的效率，然后，選擇起保護(hù)作用的過濾器。如果這級(jí)過濾器亦需保護(hù)，再在它的上風(fēng)端增設(shè)過濾器。這樣，起保護(hù)作用的過濾器統(tǒng)稱為“預(yù)過濾器”。另外，應(yīng)合理匹配各級(jí)過濾器的效率：如果相鄰兩級(jí)過濾器的效率規(guī)格相差太大，則前一級(jí)起不到保護(hù)后一級(jí)的作用；如果兩級(jí)相差不大，則后一級(jí)負(fù)擔(dān)太小。

當(dāng)使用“G～F～H～U”效率規(guī)格分類時(shí)，可方便的估計(jì)出所需各級(jí)過濾器的效率。在G2到H12中，每隔2～4檔設(shè)置一級(jí)過濾器。例如：G4→F7→H10，其中，末端H10（亞高效）過濾器決定送風(fēng)的潔凈水平，F7保護(hù)H10，G4保護(hù)F7。

潔凈室末端高效（HEPA）過濾器前要有效率規(guī)格不低于F8的過濾器來(lái)保護(hù)；高效（ULPA）過濾器前可選用F9～H11的過濾器。在中央空調(diào)本身應(yīng)有效率規(guī)格不低于F5的過濾器來(lái)保護(hù)。

在無(wú)風(fēng)沙、低污染地區(qū)，F7過濾器前可不設(shè)預(yù)過濾器；在城市的中央空調(diào)系統(tǒng)中，G3～F6是常見的初級(jí)過濾器。在具體的工程應(yīng)用中，使用什么效率級(jí)別的預(yù)過濾器來(lái)保護(hù)后一級(jí)過濾器，這需要將使用環(huán)境、備件費(fèi)用、運(yùn)行能耗以及維護(hù)費(fèi)用等因素綜合考慮而定。

各級(jí)效率過濾器應(yīng)用的例子：

1） 某100級(jí)潔凈室，設(shè)置了F5→F8→H10→H13四級(jí)過濾，末端H13過濾器用了8年；

2） 某潔凈室高效過濾器前只有F5過濾器保護(hù)，用戶每年都要更換高效過濾器；

3） 重度污染城市的某新風(fēng)凈化系統(tǒng)中過濾器設(shè)置為G3→H10，系統(tǒng)運(yùn)行半個(gè)月后H10過濾器報(bào)廢；

4） 某汽車噴漆流水線，過濾器設(shè)置為G3→F6→F5。其中，末端F5為屋頂滿布的過濾材料，它僅起工藝要求的均流作用；F6決定了送風(fēng)的凈化水平。

下表是一些典型場(chǎng)所常用的過濾器，僅供參考：