基本常識(shí)
◎過(guò)濾概述 過(guò)濾材料
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。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)。 效率
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0.1mm(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0.5mm的粒子主要作慣性運(yùn)動(dòng),粒子越大,效率越高。 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,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)。 使用壽命
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)濾器的壽命就結(jié)束。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)這種二次污染時(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。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 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)值也就不同。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。離開測(cè)試方法,過(guò)濾效率就無(wú)從談起。 ◎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)廢時(shí)的阻力值稱“終阻力”。
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。 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(初中效) |
150~250 |
F5~F6(中效) |
250~300 |
F7~F8(高中效) |
300~400 |
F9~H11(亞高效) |
400~450 |
高效與超高效 |
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 ≥10mm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。 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)。 ◎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。 ◎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。
人的鼻子的鼻毛、分泌物和黏膜可以將大多數(shù)大于10mm的粉塵過(guò)濾掉,只有小于10mm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≤10mm的顆粒物”。
空氣中的全部粉塵量為“總懸浮顆粒物”,去掉10mm以上的顆粒物,剩下的就是“可吸入顆粒物”,技術(shù)上標(biāo)為TM
10。我們經(jīng)常聽(tīng)到的“可吸入顆粒物”就是這個(gè)TM
10。如果將5mm以上的顆粒物去掉,剩下的“可吸入顆粒物”為TM
5。 可吸入顆粒物與健康效應(yīng)
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。 |
◎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。 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)700~2300m
2/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。 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。空氣中沸點(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)?、氧氣、二氧化碳、氫氣、氬氣等主要成分的沸點(diǎn)都很低,活性炭吸附不了它們。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。 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。活性炭靠范德瓦爾斯力抓到氣體分子,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?,所以?jīng)化學(xué)處理的活性炭也稱“浸漬炭”。 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。 活性炭材料 活性炭材料分顆粒炭、纖維炭、粉炭。 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。 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。 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)濾效率
試驗(yàn)方法 計(jì)重法 Arrestance 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 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)。 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
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。 名稱解釋 A,B,C ,D 集成電路制造業(yè)對(duì)氣載分子污染物的分類。A代表酸性氣體(Acids),B代表堿性氣體(Bases),C代表可凝聚化合物(Condensables),D代表其它摻雜氣體(Dopants)。 Absolute Filter,絕對(duì)過(guò)濾器 早期國(guó)外某公司為有隔板高效過(guò)濾器起的商品名,對(duì)應(yīng)過(guò)濾效率99.97%(0.3mm DOP)。 AC fine (Air Cleaner Test Dust, fine),AC細(xì)灰 美國(guó)規(guī)定用于過(guò)濾與除塵設(shè)備性能試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)粉塵,除中國(guó)和日本之外各國(guó)通用。該粉塵取自美國(guó)亞利桑那荒漠地區(qū),俗稱Arizona Road Dust。 在AC細(xì)灰中摻入規(guī)定量的短纖維和碳黑,就成了過(guò)濾器試驗(yàn)常用的ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)粉塵。 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO規(guī)定用AC細(xì)灰測(cè)量汽車濾清器的過(guò)濾效果。 Aerosol,氣溶膠 固體或液體顆粒物與氣體形成的一種相對(duì)穩(wěn)定的懸浮體系。
國(guó)際上,搞過(guò)濾理論的人多數(shù)參與氣溶膠學(xué)會(huì)的活動(dòng),但搞過(guò)濾應(yīng)用的人更喜歡在暖通空調(diào)行業(yè)扎堆兒。 AFI (Air Filter Institute),美國(guó)空氣過(guò)濾研究所 過(guò)濾效率的試驗(yàn)方法計(jì)重法和比色法首先由AFI使用,有人稱AFI效率。若見(jiàn)到“AFI效率”,你要自己判別是計(jì)重效率(Arrestance)還是比色效率(Dust-spot)。 AHU (Air Handling Unit),中央空調(diào)器 中央空調(diào)是最經(jīng)常見(jiàn)到空氣過(guò)濾器的地方。 Air Filter,空氣過(guò)濾器 用在中央空調(diào)和潔凈室時(shí),稱為空氣過(guò)濾器;用在活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和小型空壓機(jī)上,它叫空氣濾清器。 AMC(Airborne Molecular Contaminant),氣載分子污染物 半導(dǎo)體制造業(yè)對(duì)分子污染物的稱呼。 Arrestance,計(jì)重效率 對(duì)低效率過(guò)濾器采用計(jì)重法得出的效率。 ASHRAE Efficiency 用美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE 52.1規(guī)定方法測(cè)出的效率。一般指的是比色法(dust-spot)效率,有時(shí)也稱NBS效率、AFI效率。 b值 描述液體過(guò)濾材料和液體過(guò)濾器過(guò)濾效果的一個(gè)常用參數(shù)。b值也稱過(guò)濾比。b值是透過(guò)率的倒數(shù),與過(guò)濾效率的關(guān)系為:過(guò)濾效率 = 1 – 1/b b5 = 200,表示粒徑為5mm的顆粒,200個(gè)中有一個(gè)透過(guò)。 Cellulose Media, 木漿濾紙 以木質(zhì)纖維(木漿)為主要原料的過(guò)濾紙。木漿濾紙是制作濾清器的最常見(jiàn)過(guò)濾材料。 Chemical Filter,化學(xué)過(guò)濾器 在空調(diào)領(lǐng)域,化學(xué)過(guò)濾器一般指的就是活性炭過(guò)濾器。 CNC(Condensation Nucleus Counter) 凝結(jié)核計(jì)數(shù)器 以微小粉塵為核,凝結(jié)了其它物質(zhì),使顆粒增大,儀器就可以檢測(cè)到它。在過(guò)濾器的試驗(yàn)中CNC可用于高效過(guò)濾器的掃描試驗(yàn)、濾材的檢測(cè)。 Deep-Pleat 對(duì)傳統(tǒng)有隔板過(guò)濾器的習(xí)慣稱呼。 DOP 鄰苯二甲酸二辛酯 DOP為塑料工業(yè)一種常用增塑劑,也是一種常見(jiàn)清洗劑。 用0.3mm的DOP液滴做粒子,測(cè)量高效過(guò)濾器得出的過(guò)濾效率稱為“DOP效率”。 Dust-Spot,比色法 多年來(lái)國(guó)際流行的,對(duì)一般通風(fēng)用過(guò)濾器的測(cè)試方法。 Efficiency 過(guò)濾效率 Fiberglass,玻璃纖維 常見(jiàn)過(guò)濾材料。 FFU (Fan Filter Unit) 自帶風(fēng)機(jī)的高效過(guò)濾單元。當(dāng)代集成電路生產(chǎn)中高潔凈度廠房流行過(guò)濾裝置。 G,F(xiàn),H,U 歐洲對(duì)過(guò)濾器的分類代號(hào),用的是德語(yǔ)字頭。G代表Grob,F(xiàn)代表Fein,H為HEPA,U為ULPA。 GMP (Good Manufacture Practice),藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范 GMP是制藥廠必須執(zhí)行的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。 HEPA (High Efficiency Particulate Air) Filter,高效過(guò)濾器 對(duì)0.3mm塵埃粒子過(guò)濾效率≥99.97%,并且經(jīng)過(guò)規(guī)定方法檢驗(yàn)合格的過(guò)濾器。 家用電器中的HEPA是一般指用HEPA濾紙制作的過(guò)濾器。 HEPA Diffuser,高效過(guò)濾風(fēng)口 裝有高效過(guò)濾器的非均勻流潔凈室送風(fēng)裝置。 HEPA Panel 潔凈室用無(wú)隔板高效過(guò)濾器的習(xí)慣叫法。 IAQ (Indoor Air Quality) 室內(nèi)空氣品質(zhì) MPPS (Most Penetratiable Particulate Size),最易穿透粒徑 測(cè)量過(guò)濾器對(duì)最難過(guò)濾顆粒物過(guò)濾效率的一種掃描測(cè)試方法。 Mini-Pleat 無(wú)隔板過(guò)濾器的習(xí)慣稱呼。有時(shí)也稱為Close-pleated。 NBS (National Bureau of Standard),美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局 早期的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局曾將AFI的計(jì)重法和比色法定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 Particle Efficiency,計(jì)數(shù)效率 用粒子計(jì)數(shù)器測(cè)量的過(guò)濾器效率。 PE(Polyester),聚酯 在過(guò)濾行業(yè),指聚酯類化學(xué)纖維,例如滌綸纖維。 PP (Polypropylene),聚丙烯,丙綸 在過(guò)濾行業(yè),常指帶靜電(駐極體)的超細(xì)聚丙烯纖維過(guò)濾材料。 Pre-filter,預(yù)過(guò)濾器 對(duì)下一級(jí)過(guò)濾器起保護(hù)作用的過(guò)濾器。預(yù)過(guò)濾器可以有各種形式和效率規(guī)格。 PTFE 聚四氟乙烯 在過(guò)濾行業(yè),PTFE濾材指用駐極體聚四氟乙烯纖維制成的高效過(guò)濾材料。PTFE濾材是是一種新興過(guò)濾材料,它沒(méi)有微量揮發(fā)物,強(qiáng)度好,目前的缺點(diǎn)是價(jià)格高。 Pulse-jet Filter,自潔式過(guò)濾器 帶有壓縮空氣脈沖反吹清灰裝置的過(guò)濾器和除塵器。 Resistance 過(guò)濾器阻力。有時(shí)也稱Pressure Drop,Differential Pressure,DP。 Sick Building Syndrome,建筑致病癥狀 室內(nèi)空氣差經(jīng)常被認(rèn)為是致病元兇。 Synthetic Media 化學(xué)纖維濾材,又稱其為合成纖維。 ULPA (Ultra Low Penetration Air) Filter 超高效過(guò)濾器 對(duì)0.1~0.2mm粒子過(guò)濾效率≥99.999%的過(guò)濾器(美國(guó))。 對(duì)MPPS效率≥99.9995%的過(guò)濾器(歐洲)。 對(duì)0.12mm粒子過(guò)濾效率≥99.999%的過(guò)濾器(美國(guó)早期)。 Van de Waals Force,范德瓦爾斯力 分子與分子,分子團(tuán)與分子團(tuán)表面間的一種引力包括取向力、誘導(dǎo)力、色散力。粉塵粘在過(guò)濾介質(zhì)上,主要靠的是范德瓦爾斯力。活性炭過(guò)濾器吸附化學(xué)污染物時(shí),靠的也是范德瓦爾斯力。 Ventilation Filter 泛指一般通風(fēng)用過(guò)濾器,以區(qū)別潔凈室用高效過(guò)濾器。有時(shí)也稱Ashrae Filter。 VOCs(Volatile Organic Compounds),揮發(fā)性有機(jī)化合物 空調(diào)行業(yè)指空氣中的分子污染物。集成電路行業(yè)又叫AMC
單位換算
Å,埃
1Å = 10-8cm = 10-10m
Å是光波長(zhǎng)度和分子直徑的常用計(jì)量單位。當(dāng)討論粉塵表面與其它表面間的范德瓦耳斯引力時(shí),也用Å來(lái)計(jì)量表面間的距離。氣體分子的直徑約為3Å。從長(zhǎng)度單位上講,Å比納米小一個(gè)數(shù)量級(jí)。
Å與取自瑞典科學(xué)家Ångström(1814-1874)的名字,Å的正確發(fā)音為“歐”、“?!?。
cfm(cubic foot per minute),立方英尺 /分鐘
英制風(fēng)量單位,1 cfm ≈ 1.7 m3/h
特別地:2000 cfm = 3400 m3/h
英國(guó)人已經(jīng)不用英制了。美國(guó)人和日本人有時(shí)仍用英制單位。
℉ (Fahrenheit),華氏溫標(biāo)
華倫海特(1686-1736)確定了三個(gè)溫度固定點(diǎn):海水結(jié)冰時(shí)為零度、人的體溫為96度、水結(jié)冰時(shí)為32度。在現(xiàn)代溫標(biāo)中,純凈水的冰點(diǎn)0℃=32℉,沸點(diǎn)100℃=212℉。
北美國(guó)家仍使用華氏溫標(biāo)。
fpm (foot per minute),英尺/分鐘
英制風(fēng)速單位,1000 fpm ≈ 5.08 m/s
mbar (millibar),毫巴
氣壓?jiǎn)挝?,有時(shí)用于過(guò)濾器阻力,1 mbar = 100 Pa = 10 mm WG
mg (milligram),毫克
1mg = 0.001g
空氣中的粉塵濃度常以mg/m3來(lái)度量。
mil>,密耳
1 mil = 0.001英寸 = 0.0254 mm
薄板厚度的英制計(jì)量單位,美國(guó)一些廠家仍使用這一單位計(jì)量濾紙厚度。
mm (micrometer),微米
1m m = 0.001mm
過(guò)濾行業(yè)中描述粉塵粒度和纖維直徑時(shí)最常用的尺寸單位。
nm (nanometer),納米
1nm = 0.001mm
當(dāng)某些材料的尺寸小到以納米來(lái)度量時(shí),有關(guān)這些材料的制作、測(cè)量、利用的技術(shù)稱“納米技術(shù)”。
Nm3/h,標(biāo)立/小時(shí)
空氣流量單位,與燃?xì)廨啓C(jī)和空壓機(jī)入口過(guò)濾器打交道時(shí)常用單位。
工程上,1標(biāo)立為一個(gè)大氣壓(0.1013MPa),0℃,1立方米體積的干空氣的質(zhì)量。
涉及民航和氣象時(shí),人們使用“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣”,它是指一個(gè)大氣壓,15℃的空氣,它與工程大氣壓在溫度上有點(diǎn)差別。
Pa (Pascal),帕
壓力單位,常用于過(guò)濾器阻力。
1 Pa = 1 N/m2 ≈ 0.1 mm WG = 0.1 kg/m2
ppm(parts per million),百萬(wàn)分之一
評(píng)價(jià)化學(xué)污染物濃度的常用單位。更微量的單位為ppt(parts per trillion),即萬(wàn)億分之一(1×10-12)。當(dāng)用污染物的分子數(shù)量計(jì)量濃度時(shí),標(biāo)為pptm(parts per trillion molar)。
tex,特克斯
纖維粗細(xì)程度的法定計(jì)量單位。tex數(shù)為每1000米長(zhǎng)纖維的克重,1/10 dtex為分特。過(guò)去的計(jì)量單位為“旦”(Denien,D),又讀“代”,D數(shù)為每9000米長(zhǎng)纖維的克重。
生產(chǎn)過(guò)濾材料的化纖行業(yè)提到纖維粗細(xì)時(shí)講代或分特,不講微米。如果化纖原材料的比重是1,那么1D相當(dāng)于纖維直徑11.9mm,而直徑1m m的纖維相當(dāng)于0.007D。
WG (Water Gauge),水柱
壓差代號(hào),常用于過(guò)濾器阻力。
1 mm WG ≈ 10Pa,1 in WG ≈ 250Pa。
毫米水柱有時(shí)也標(biāo)為 mmH2O。 防火等級(jí) ◎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。 典型顆粒 潔凈室 ◎潔凈度分級(jí) 1963年,美國(guó)潔凈室標(biāo)準(zhǔn)FED-STD-209中,按每立方英尺中≥0.5mm粉塵數(shù)量的最高允許濃度,將潔凈室分成若干等級(jí),如100級(jí)、10,000級(jí)、100,000級(jí)。世界上許多國(guó)家都加以效仿。 1999年,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO頒布了一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《ISO14644-1 潔凈室與受控潔凈環(huán)境》第一部分:空氣潔凈度分級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)中采用了新的分級(jí)。 2001年,中國(guó)新頒布的潔凈室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中采用了ISO分級(jí)。 ISO潔凈度等級(jí)以及與傳統(tǒng)分級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
ISO14644
分級(jí) |
最高濃度極限(顆粒數(shù)/m3) |
近似對(duì)應(yīng) 傳統(tǒng)規(guī)格 |
0.1mm |
0.2mm |
0.3mm |
0.5mm |
1.0mm |
5.0mm |
ISO 1 |
10
|
2
|
|
|
|
|
|
ISO 2 |
100
|
24
|
10
|
4
|
|
|
|
ISO 3 |
1000
|
237
|
102
|
35
|
8
|
|
1
|
ISO 4 |
10000
|
2370
|
1020
|
352
|
83
|
|
10
|
ISO 5 |
100000
|
23700
|
10200
|
3520
|
832
|
29
|
100
|
ISO 6 |
1000000
|
237000
|
102000
|
35200
|
8320
|
293
|
1000
|
ISO 7 |
|
|
|
352000
|
83200
|
2930
|
10000
|
ISO 8 |
|
|
|
3520000
|
832000
|
29300
|
100000
|
ISO 9 |
|
|
|
35200000
|
8320000
|
293000
|
|
電子工業(yè)和制藥業(yè)是與潔凈室關(guān)系最密切的兩個(gè)行業(yè)。ISO標(biāo)準(zhǔn)一出現(xiàn),電子行業(yè)立刻改用ISO標(biāo)準(zhǔn)定義的潔凈室級(jí)別,而制藥業(yè)目前仍沿用老的潔凈級(jí)別規(guī)定。中國(guó)1998年版GMP規(guī)范中比前一版增加了個(gè)30萬(wàn)級(jí)。 中國(guó)GMP規(guī)定的潔凈度 潔凈級(jí)別 |
塵粒最大允許數(shù)/m3 |
微生物最大允許數(shù) |
相當(dāng)于
ISO分級(jí) |
≥0.5mm |
≥5mm |
浮游菌/m3 |
沉降菌/皿 |
100 |
3500 |
0 |
5 |
1 |
ISO5級(jí)
|
1000 |
35000 |
300 |
50 |
3 |
ISO6級(jí) |
10000 |
350000 |
3000 |
100 |
3 |
ISO7級(jí) |
100000 |
3500000 |
30000 |
500 |
10 |
ISO8級(jí) |
300000 |
10000,000 |
90000 |
|
15 |
|
選型經(jīng)驗(yàn) ◎合理確定各級(jí)過(guò)濾器效率 一般情況下,最末一級(jí)過(guò)濾器決定空氣凈化的程度,上游的各級(jí)過(guò)濾器只起保護(hù)作用,它保護(hù)下風(fēng)端過(guò)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。 空調(diào)設(shè)計(jì)中,應(yīng)首先根據(jù)用戶的潔凈要求確定最末一級(jí)過(guò)濾器的效率,然后,選擇起保護(hù)作用的過(guò)濾器,如果這級(jí)過(guò)濾器亦需保護(hù),再在它的上風(fēng)端增設(shè)過(guò)濾器。起保護(hù)作用的過(guò)濾器統(tǒng)稱“預(yù)過(guò)濾器”。 應(yīng)妥善匹配各級(jí)過(guò)濾器的效率。若相鄰兩級(jí)過(guò)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;若兩級(jí)相差不大,則后一級(jí)負(fù)擔(dān)太小。 潔凈室末端高效過(guò)濾器的使用壽命應(yīng)為5~15年,影響使用壽命的最主要因素是預(yù)過(guò)濾器的優(yōu)劣。 當(dāng)使用“G~F~H~U”效率規(guī)格分類時(shí),可方便地估計(jì)所需各級(jí)過(guò)濾器的效率。在G2~H12中,每隔2~4檔設(shè)置一級(jí)過(guò)濾器。例如:G4→F7→H10,其中,末端H10(亞高效)過(guò)濾器決定送風(fēng)的潔凈水平,F(xiàn)7保護(hù)H10,G4保護(hù)F7。 潔凈室末端高效(HEPA)過(guò)濾器前要有效率規(guī)格不低于F8的過(guò)濾器來(lái)保護(hù);超高效(ULPA)過(guò)濾器前可選用F9~H11的過(guò)濾器。中央空調(diào)本身應(yīng)有效率規(guī)格不低于F5的過(guò)濾器來(lái)保護(hù)。 在無(wú)風(fēng)沙、低污染地區(qū),F(xiàn)7過(guò)濾器前可不設(shè)預(yù)過(guò)濾器;在城市中央空調(diào)系統(tǒng)中,G3~F6是常見(jiàn)的初級(jí)過(guò)濾器。 究竟應(yīng)設(shè)什么效率級(jí)別的預(yù)過(guò)濾器來(lái)保護(hù)后一級(jí)過(guò)濾器,這需要設(shè)計(jì)師和現(xiàn)場(chǎng)工程師將使用環(huán)境、備件費(fèi)用、運(yùn)行能耗、維護(hù)費(fèi)用等因素綜合考慮后決定。 實(shí)例 ● 某100級(jí)潔凈室,設(shè)置了F5→F8→H10→H13四級(jí)過(guò)濾,末端H13過(guò)濾器用了8年。 ● 某潔凈室高效過(guò)濾器前只有F5過(guò)濾器保護(hù),用戶每年都要更換高效過(guò)濾器。 ● 重度污染城市的某新風(fēng)凈化系統(tǒng)中過(guò)濾器設(shè)置為G3→H10,系統(tǒng)運(yùn)行半個(gè)月后H10過(guò)濾器報(bào)廢。 ● 某汽車噴漆流水線,過(guò)濾器設(shè)置為G3→F6→F5。其中,末端F5為屋頂滿布的過(guò)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。 要點(diǎn) 末級(jí)過(guò)濾器的性能要可靠。 預(yù)過(guò)濾器的效率規(guī)格要合理。 初級(jí)過(guò)濾器的維護(hù)要方便。 ◎典型場(chǎng)所過(guò)濾器的選取
場(chǎng)所 |
主過(guò)濾器效率 |
常見(jiàn)過(guò)濾元件 |
特殊要求 |
說(shuō)明 |
普通中央空調(diào)中的主過(guò)濾器 |
F5~F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
過(guò)濾效率合理 |
衛(wèi)生,保護(hù)室內(nèi)裝潢, 保護(hù)空調(diào)系統(tǒng) |
普通中央空調(diào)中的預(yù)過(guò)濾器 |
G3~F5 |
各種便宜、使用方便的過(guò)濾器 |
容塵能力高,供貨有保證 |
保護(hù)空調(diào)系統(tǒng),保護(hù)下一級(jí)過(guò)濾器 |
高檔公共場(chǎng)所中央空調(diào) |
F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
|
防止風(fēng)口黑漬,防止室內(nèi)裝潢褪色 |
機(jī)場(chǎng)航站樓 |
F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
|
旅客第一印象 |
學(xué)校、幼兒園 |
F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
防火 |
特殊安全考慮 |
診室與病房 |
F7~F8 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
|
防止交叉?zhèn)魅?/td>
|
博物館、圖書館 |
F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
|
保護(hù)珍品 |
音像工作室 |
F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
|
保護(hù)光學(xué)設(shè)備和制品 |
10萬(wàn)級(jí)、1萬(wàn)級(jí)非均勻流潔凈室 |
HEPA |
有隔板、無(wú)隔板高效過(guò)濾器 |
逐臺(tái)測(cè)試,無(wú)易燃材料 |
過(guò)濾器裝在高效送風(fēng)口內(nèi) |
100級(jí)潔凈室 |
HEPA 或ULPA |
有隔板、無(wú)隔板高效過(guò)濾器 |
出廠前經(jīng)過(guò)逐臺(tái)掃描檢驗(yàn) |
潔凈室末端 |
一般潔凈室預(yù)過(guò)濾 |
F8~H10 |
袋式、無(wú)隔板、有隔板過(guò)濾器 |
|
保證末端過(guò)濾器正常使用壽命 |
芯片廠10級(jí)、1級(jí)潔凈廠房 |
ULPA |
無(wú)隔板ULPA過(guò)濾器 |
掃描檢驗(yàn),流速均勻,無(wú)揮發(fā)物 |
當(dāng)今對(duì)過(guò)濾器性能要求最高的過(guò)濾器 |
芯片廠10級(jí)、1級(jí)潔凈廠房預(yù)過(guò)濾 |
HEPA |
無(wú)隔板、有隔板過(guò)濾器 |
迎面風(fēng)速高 |
保證末端過(guò)濾器的使用壽命為“一輩子” |
制藥行業(yè)30萬(wàn)級(jí)潔凈廠房 |
F8~H10 HEPA |
袋式、無(wú)隔板、有隔板過(guò)濾器 |
過(guò)濾器不含營(yíng)養(yǎng)物 |
末端過(guò)濾器可以設(shè)在中央空調(diào)器內(nèi) |
負(fù)壓潔凈室排風(fēng)過(guò)濾 |
HEPA |
無(wú)隔板、有隔板過(guò)濾器 |
可靠 |
禁止危險(xiǎn)物品的排放 |
轎車涂裝流水線主過(guò)濾器 |
F4~F7 |
袋式過(guò)濾器 |
不含硅酮,不掉毛,阻燃 |
滿足面漆無(wú)疵點(diǎn),保護(hù)均流材料 |
轎車烤漆流水線主過(guò)濾器 |
F6~F7 |
耐高溫有隔板過(guò)濾器 |
不含硅酮 |
工藝要求 |
高要求靜電噴涂生產(chǎn)車間 |
F7~F8 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
不含硅酮,不掉毛 |
保證外觀無(wú)疵點(diǎn) |
核電站排風(fēng) |
HEPA |
有隔板、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
防火、耐沖擊、專門機(jī)構(gòu)認(rèn)證 |
|
采用中央空調(diào)的機(jī)房、交換臺(tái)、中控室 |
F5~F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
|
防止因灰塵引起的散熱不良和電路故障 |
采用柜式空調(diào)的機(jī)房、交換臺(tái)、中控室 |
G3~F5 |
簡(jiǎn)易的平板過(guò)濾器 |
|
因場(chǎng)地限制,柜式空調(diào)很難采用其它形式的過(guò)濾器 |
化纖抽絲工序 |
F8 |
袋式過(guò)濾器 |
|
防止斷絲 |
紡紗車間 |
G4~F7 |
袋式過(guò)濾器,靜電過(guò)濾器 |
|
防止“煤灰紗” |
食品工業(yè) |
F7 |
袋式、無(wú)隔板過(guò)濾器 |
無(wú)營(yíng)養(yǎng)物 |
生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生 |
潔凈工作臺(tái),風(fēng)淋室 |
HEPA |
有隔板、無(wú)隔板高效過(guò)濾器 |
|
|
軋鋼主電機(jī) |
F7 |
袋式過(guò)濾器 |
阻燃 |
防止因粉塵造成的電機(jī)故障 |
卷煙廠中央空調(diào) |
F7 |
自潔式過(guò)濾裝置,袋式過(guò)濾器 |
|
國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)目前流行自潔式過(guò)濾裝置 |
家庭中央空調(diào) |
G3~G4 |
平板過(guò)濾器 |
便宜、美觀 |
擺在超市的商品 |
普通家用空調(diào) |
— |
尼龍網(wǎng) |
可清洗 |
阻擋纖維和粗粉塵 |
風(fēng)沙地區(qū)預(yù)過(guò)濾 |
— |
慣性除塵裝置,水浴除塵裝置,卷簾過(guò)濾器 |
|
清除大顆粒粉塵,只在刮風(fēng)時(shí)工作 |
燃?xì)廨啓C(jī)與離心式空壓機(jī) |
F7~F8 |
無(wú)隔板、袋式、有隔板過(guò)濾器,自潔式過(guò)濾器 |
抗沖擊,阻燃 |
防止設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢、磨損、腐蝕 |
軸流式空壓機(jī) |
F5~F7 |
無(wú)隔板、袋式過(guò)濾器 |
抗沖擊,阻燃 |
防止葉片磨損 |
往復(fù)式空壓機(jī)、 內(nèi)燃機(jī) |
G3~F5 |
袋式過(guò)濾器,濾清器,平板過(guò)濾器 |
抗沖擊,耐超阻 |
防止汽缸磨損 |
高級(jí)轎車空調(diào) |
F7 |
無(wú)隔板過(guò)濾元件 |
|
防塵,防花粉 |
高檔家用吸塵器 |
F7 HEPA |
無(wú)隔板過(guò)濾元件 |
結(jié)實(shí),抗水 |
防止排風(fēng)二次污染 |
潔凈室用吸塵器 |
HEPA |
無(wú)隔板過(guò)濾元件 |
結(jié)實(shí),抗水 |
防止排風(fēng)二次污染 |
家用空氣凈化器 |
F7~F9 HEPA
|
筒狀和方形無(wú)隔板過(guò)濾元件 |
便宜,美觀 |
擺在超市的商品 |
防毒面具 |
HEPA |
無(wú)隔板過(guò)濾元件 |
耐溫,抗水 |
常與活性炭組合使用 |
|
|
|
|
|
注①“主過(guò)濾器”指最末一級(jí)的過(guò)濾器,或指定部位的過(guò)濾器。