过滤器--高效过滤器

核工业消耗大量空气过滤器，也成全了一批过滤器公司。
60年代初期因瞄准核工业而成立的著名过滤器公司有：美国Cambridge公司（曾是国际最著名过滤器公司，20世纪80年代被日本近滕公司收购），法国Sofiltra公司（法国最大过滤器公司，1989年被瑞典Camfil公司兼并），英国Vokes公司（英国最大过滤器公司），Camfil-Farr公司（瑞典Camfil和美国Farr于2000年合并，两者都曾是Cambridge的合伙人）。尽管核工业已经不再是过滤器行业的最重要的市场，但从历史上讲，没有核工业就没有上述那些风风火火的过滤器厂商。
核工业用的过滤器称“核级过滤器”。

1、目的：使受到污染的空气被洁净到生产、生活所需要的状态，也就是使空气达到一定的洁净度。
2、分类：
1)、人体舒适性：围绕人体健康为中心的空气净化。
室内空气品质问题是“大楼综合症”，在较封闭的空调大楼内，各种建筑材料、办公电器、生活电器散发出有机挥发物、细菌、尘埃等，人体将产生不适和生病。
2）、工业生产的功能性：围绕工业产品品质的要求进行的空气净化。制药厂(包括医院中的制剂室），要防止微生物和杂质的污染；电子厂、芯片厂对灰尘微粒十分敏感。供给足量的，经过净化的空气，可达到规定的洁净度。
3、作用：是创造空气洁净环境不可缺少的设备。送入室内的清洁空气，主要*空气过滤器捕捉掉空气中悬浮的粉尘微粒。
4、使用场所：围绕人体舒适性和工业生产的功能性这二大目的，空气过滤器用在：
• 1）、办公大楼、商场、医院、机场候机楼等一切装有中央空调系统的建筑物内。
• 2）、制药厂、芯片厂、电子产品厂等等一切对生产环境洁净要求高的工厂车间。
·3）、装在家用电器产品中，主要是装在：
• a、家用空调：窗机、分体机、柜机、吸顶机中；
• b、空气净化器，也称空气清新机中；
• c、吸尘器中；
• d、排气扇或换气扇中；
• e、脱排油烟机中；
4）、装在汽车空调系统中，当然包括小轿车、大客车。
说明的是：汽车发动机的三滤（空气滤、燃油滤、机油滤）称为汽车滤清器，我们这里讲的是为坐在轿车中的人服务的空调过滤器。

一、主要参数
• 1、额定风量Rated Airflow
• 在单位时间内过滤器通过的一定体积的气流量，我们国内一般用m3/h风量单位，国外也用英制风量单位cfm (cubic foot per minute)表示，即ft3/mim立方英尺/分钟，二者换算为：1cfm≈1.7m3/h。当然我们希望过滤器在相同的迎风截面情况下，可以通过的风量越大越好，表示它的过滤量大，但主要由它的过滤材料和结构决定的。
• 2、面速度suface velocity和过滤速度filter velocity
• 速度指迎风截面上通过气流的速度，一般以m/s表示；
• 面速度=风量÷迎风截面积
• 过滤速度指过滤材料上通过气流的速度，一般以cm/s表示；
• 过滤速度=风量÷过滤面积
• 过滤面积指所用的过滤材料的面积，只有当过滤材料为平面状垂直于气流方向时，该过滤器的迎风截面积和过滤面积是一样的，而装在吸尘器中的滤材往往都是打折成形的。
• 国外也用英制风速单位表示：fpm(foot per minute)
• 英尺/分钟，1000 fpm≈5.08m/s
• 3、过滤效率Efficiency
• 1）、定义：过滤效率=过滤器捕集到的粉尘量÷上游空气含尘量
• =（上游空气含尘量-下游空气含尘量）÷上游空气含尘量
• 效率的定义看似简单，可它的含义和数值与测试方法密切相关，不同测试方法得到的效率值是不可直接比较的，因此讲到效率时必须说明是用什么测试方法时的效率。国外有时也用透过率Penetration或穿透率来表示过滤性能，透过率=1-过滤效率
• 2）、规格：
• a、中国的规格：粗效（Course）中效(Medium)高中效(High Medium)亚高效(Sub HEPA)高效(HEPA)
• b、欧洲的规格：采用G-F-H-U四级
• c、美国的规格：采用C-L-M-H-U五级
• a、计重法Arrestance
• 试验尘源是大粒径、高浓度标准粉尘，美国标准规定使用的是美国亚利桑那州荒漠地带的“道路尘”，日本标准规定使用日本关东地区的“亚粘土”，中国标准规定使用黄土高原的尘土。在规定的尘土中再加入规定量的细炭黑和短纤维，就成为试验用的尘源。该方法测量穿过过滤器的粉尘重量，或过滤器上的集尘量与总粉尘的比，可计算出计重法的过滤效率。
• 计重法适用于测量低效率过滤器，该类过滤器一般用于中央空调系统中作为初效过滤器用。
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zht2004

2005年10月10日 20:51:46

2楼

二．高效过滤器及其试验方法
1．高效过滤器
1） HEPA过滤器（HEPA Filter）
HEPA：High Efficiency Particulate Air 是“高效率空气微粒过滤”之意。HEPA表示高效器，定义为：对粒径为0.3μm的微粒过滤效率大于等于99.97%，如前所述，我们在使用高效过滤器时，是必须将效率和试验方法一并表示出来的，如：99.97%（0.3μm、DOP），表示是用DOP试验方法测试出的高效。
2） ULPA过滤器（ULPA Filter）
ULPA：Ultra Low Penetration Air，是超高效过滤器比HEPA过滤级别更高的过滤器，定义为0.1-0.2μm的粒子过滤效率大于等于99.999%的过滤器。该过滤器用于药厂、电子厂、芯片厂等，家电产品中不用。
高效过滤器试验方法
1）钠焰法 Sodium Flame
源于英国，中国通行，欧洲部分国家于20世纪70-90年代实行。
试验尘源为单分散相氯化钠盐雾。“量”为含盐雾时氢气火焰特征光的光强。主要测试仪器为光度计。
盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经干燥形成微小盐雾并进入风道。在过滤器前后分别采样，含盐雾气样使氢气火焰的颜色变蓝、亮度增加。以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度，并以此确定过滤器对盐雾的过滤效率。
相关标准：我国有GB6165-85，目前国内有关部门正在修订该标准，是废止还是继续没有定论。欧洲已不再使用该方法。
2)油雾法 Oil Mist
原西德，原苏联，和中国采用过该方法。
尘源为油雾。“量”为含油雾空气的浊度。仪器为浊度计。以气样的浊度差别来判定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。
油雾法在德国本土已经成为历史。中国仅有少量军工单位依然使用油雾法，因为原苏联帮中国搞过滤器时使用的是油雾法。
相关标准：我国有GB6165-85。
3)DOP法
源于美国，曾在国际通行。
试验尘源为0.3μm单分散相DOP（邻苯二甲酸二辛脂，一种塑料工业常用增塑剂）液滴。 “量”为含DOP空气的浑浊程度。测量粉尘的仪器为光度计（photometer）。以气样的浊度差别来判定过滤器对DOP颗粒的过滤效率。
对DOP液体加热成蒸汽，蒸汽在特定条件下冷凝成0.3μm左右的微小液滴，雾状DOP进入风道。测量过滤器前后气样的浊度，并由此判断过滤器对0.3μm粉尘的过滤效率。
DOP法已经有50多年的历史，这种方法曾经是国际上测量高效过滤器最常用的方法。早期，人们认为过滤器对0.3μm的粉尘最难过滤，因此规定使用0.3μm粉尘测量高效过滤器。
DOP中含苯环，人们怀疑它致癌，因此许多实验室改用性能类似但不含苯环的替代物，如DOS，但试验方法仍称为“DOP法”。
测量高效过滤器的DOP法也称“热DOP法”。与此对应的“冷DOP”是指喷管用压缩空气在DOP液体中鼓气泡，飞溅产生雾态人工尘。
相关标准：美国军用标准MIL-STD-282。
4)MPPS法（Most Penetratiable Particulate Size）
欧洲通行，美国除国防工业外通行，中国个别企业实行。可以测量几乎所有HEPA与ULPA过滤器，具有取代传统方法的大趋势。
人们曾认为过滤器对0.3μm粉尘的过滤效率最低，因此在评价高效过滤器时，将它对0.3μm粉尘的过滤效率作为典型值。有很多方法可以产生并测量0.3μm粉尘，于是就有了诸如DOP、油雾、钠焰等方法。
经过研究试验发现利用可以测到0.1μm粒径粉尘的激光粒子计数器，不仅可以测出粉尘浓度，也可以测出每个粉尘的粒径，于是就可以方便地测出那个效率最低的典型值，对应那个典型值的粉尘粒径就是MPPS（ Most Penetratiable Particulate Size，最易穿透粒径），与MPPS对应的那个效率最低的数值就是MPPS效率。
相关标准：美国IEST-RP-CC-007.1-1992,欧洲EN 1822-5:2000
5)阻力 Resistance
1.定义:当气流通过过滤器时,过滤器会对气流形成阻力,风量会减少.
2.阻力的构成.过滤器阻力由过滤材料本身的阻力和过滤器的结构阻力构成.我们希望过滤器的阻力越小越好,因为阻力越大,要达到额定的输出的风量,则要增大电机的功率,若电机功率偏小时会产成啸声.这些都要合理解决,要选择合适的滤材.
3.初阻力:新过滤器的阻力称初阻力.
4.终阻力:过滤器要报废时的阻力称为终阻力,终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、气流风量变化范围、系统耗能。
5.阻力的单位：帕 Pa （Pascal） 1Pa=1N/m2
英制单位：in WG 英寸水柱（Water Gauge）
公制单位：mmH2O 毫米水柱 1mmH2O=9.8 Pa
in WG=250Pa

zht2004

2005年10月10日 20:52:54

3楼

◎合理确定各级过滤器效率

　　一般情况下，最末一级过滤器决定空气净化的程度，上游的各级过滤器只起保护作用，它保护下风端过滤器以延长其使用寿命，或保护空调系统以确保其正常工作。

　　空调设计中，应首先根据用户的洁净要求确定最末一级过滤器的效率，然后，选择起保护作用的过滤器，如果这级过滤器亦需保护，再在它的上风端增设过滤器。起保护作用的过滤器统称“预过滤器”。

　　应妥善匹配各级过滤器的效率。若相邻两级过滤器的效率规格相差太大，则前一级起不到保护后一级的作用；若两级相差不大，则后一级负担太小。

　　洁净室末端高效过滤器的使用寿命应为5～15年，影响使用寿命的最主要因素是预过滤器的优劣。

　　当使用“G～F～H～U”效率规格分类时，可方便地估计所需各级过滤器的效率。在G2～H12中，每隔2～4档设置一级过滤器。例如：G4→F7→H10，其中，末端H10（亚高效）过滤器决定送风的洁净水平，F7保护H10，G4保护F7。

　　洁净室末端高效(HEPA)过滤器前要有效率规格不低于F8的过滤器来保护；超高效(ULPA)过滤器前可选用F9～H11的过滤器。中央空调本身应有效率规格不低于F5的过滤器来保护。

在无风沙、低污染地区，F7过滤器前可不设预过滤器；在城市中央空调系统中，G3～F6是常见的初级过滤器。

　　究竟应设什么效率级别的预过滤器来保护后一级过滤器，这需要设计师和现场工程师将使用环境、备件费用、运行能耗、维护费用等因素综合考虑后决定。
实例

● 某100级洁净室，设置了F5→F8→H10→H13四级过滤，末端H13过滤器用了8年。
● 某洁净室高效过滤器前只有F5过滤器保护，用户每年都要更换高效过滤器。
● 重度污染城市的某新风净化系统中过滤器设置为G3→H10，系统运行半个月后H10过滤器报废。
● 某汽车喷漆流水线，过滤器设置为G3→F6→F5。其中，末端F5为屋顶满布的过滤材料，它仅起工艺要求的均流作用；F6决定了送风的净化水平。
要点　末级过滤器的性能要可靠。
　　　预过滤器的效率规格要合理。
　　　初级过滤器的维护要方便。

zht2004

2005年10月10日 21:01:32

4楼

附件（有错别字的，呵呵）

zht2004

2005年10月10日 21:04:31

5楼

如果看看蔡杰的专论，才更透彻哦