空气过滤器基本知识

过滤器知识空气过滤器是空调净化系统的核心设备，过滤器对空气形成阻力，随着过滤器积尘的增加，过滤器阻力将随着增大。当过滤器积尘太多，阻力过高，将使过滤器通过风量降低，或者过滤器局部被穿透，所以，当过滤器阻力增大到某一规定值时，过滤器将报废。因此，使用过滤器，要掌握合适的使用周期。在过滤器没有损坏的情况下，一般以阻力判定使用寿命。过滤器的使用寿命除了取决于其本身的优劣，如：过滤材料、过滤面积、结构设计、初始阻力等，还与空气中的含尘浓度，实际使用风量，终阻力的设定等因素有关。掌握合适的使用周期，必须了解其阻力的变化情况，首先必须了解如下定义：1.额定初阻力：在额定风量下，过滤器样本、过滤器特性曲线或过滤器检测报告所提供的初阻力。2.设计初阻力：系统设计风量下，过滤器阻力（应由空调系统设计师提供）。3.运行初阻力：系统运行之初，过滤器的阻力，如果没有测量压力的仪表，就只能取设计风量下的阻力作为运行初阻力（实际运行的风量不可能完全等于设计风量）；运行中应定期检查过滤器的阻力超出初阻力的情况（每个过滤段都应安装阻力监测装置），以决定何时更换过滤器。过滤器更换周期，见下表（仅供参考）：类别检查内容更换周期新风入口过滤网网眼是否一半以上以堵一周左右清扫一次粗效过滤器阻力已超过额定初阻力60Pa左右,或等于2×设计或运行初阻力1-2个月中效过滤器阻力已超过额定初阻力80Pa左右,或等于2×设计或运行初阻力2-4个月亚高效过滤器阻力已超过额定初阻力100Pa左右,或等于2×设计或运行初阻力（低阻亚高效为3倍）1年以上高效过滤器阻力已超过额定初阻力160Pa左右,或等于2×设计或运行初阻力3年以上特别说明：低效率过滤器一般使用粗纤维滤料，纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的积尘吹散，这种情况下，过滤器阻力不再增高，但过滤效率降到几乎为零，因此要严格控制粗效过滤器的终阻力值！确定终阻力要综合考虑几种因素。终阻力定的低,使用寿命短,长期更换费用（过滤器费用、人工费用，和废弃处理费用）相应就高，但运行能耗低，因此每种过滤器应该有最经济的终阻力值。效率建议终阻力PaG3（粗效）100-200G4150-250F5-F6(中效)250-300F7-F8(高中效)300-400F9-H11(亚高效)400-450高效400-600过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力不意味着过滤器使用寿命会延长，过高阻力会使空调系统风量锐减。过高的终阻力是不可取的。顾客关于过滤器使用寿命短的抱怨：主要由三种原因造成a、过滤器的过滤材料面积太小或单位容尘能力太小；b、预过滤器的过滤效率偏低；c、用户对过滤器的使用寿命期望过高。对于第一种原因:改用过滤面积大的多滤器可以延长使用寿命,在系统最初设计时应该考虑到这点。较多的工程中,用户要求尽可能的减少空调占用空间,或供应商为了实现最大的利润，采用过滤面积小的便宜过滤器。工程验收时，过滤器能满足空气净化的要求，但过滤器的使用寿命却比较短。预过滤器的过滤效率低，可以调整预过滤器的效率，可以延长末端过滤器的使用寿命。据试验数据：末端过滤器是F7，使用G4预过滤器时末端过滤器的使用寿命是3个月，改用预F5过滤器后，F7过滤器的使用寿命可以延长至半年。洁净室中，末端高效的价值可能并不高，但更换过滤器的风险和间接费用会很高，换预过滤器则无须停产，有经验的业主会把注意力放在预过滤器上。根据经验,10000级和100000级洁净厂房(非均匀流),预过滤选用F8过滤器,末端高效过滤器的使用寿命可以达到5年。（目前国内通用的过滤器配置可能只有1-3年的时间）。过滤器选用几点建议：1、选择效率足够高的过滤器(预过滤):2、选择过滤面积大的过滤器3、高效空气过滤器必须逐台检测4、同等风量下，选择初阻力小的过滤器5、选用通用尺寸的过滤器过滤原理1.拦截空气中的尘埃粒子，随气流作惯性运动或无规则布朗运动或受某种场力的作用而移动，当微粒运动撞到其它物体，物体间存在的范德华力（是分子与分子、分子团与分子团之间的力）使微粒粘到纤维表面。进入过滤介质的尘埃有较多撞击介质的机会，撞上介质就会被粘住。较小的粉尘相互碰撞会相互粘结形成较大颗粒而沉降，空气中粉尘的颗粒浓度相对稳定。室内及墙壁的退色就因为这原因。把纤维过滤器像筛子一样看待是错误的。2.惯性和扩散颗粒粉尘在气流中作惯性运动，当遇到排列杂乱的纤维时，气流改变方向，粒因惯性偏离方向，撞到纤维上而被粘结。粒子越大越容易撞击，效果越好。小颗粒粉尘作无规则的布朗运动。颗粒越小，无规则运动越剧烈，撞击障碍物的机会越多，过滤效果也会越好。空气中小于0.1微米的颗粒主要作布朗运动，粒子小,过滤效果好。大于0.3微米的粒子主要作惯性运动,粒子越大效率越高。扩散和惯性都不明显得粒子最难过滤掉。测量高效过滤器性能时，人们经常规定测量最难测量的粉尘效率值。2.静电作用由于某种原因，纤维和微粒可能带上电荷，产生静电效应。带静电的过滤材料过滤效果可以明显改善。原因：静电使粉尘改变运动轨迹并撞上障碍物，静电使粉尘在介质上粘的更牢。能长期带静电的材料也称作驻极体材料。材料带静电后阻力不变，过滤效果会明显改善。静电在过滤效果中不起决定作用，只起辅助作用。4.化学过滤化学过滤器主要有选择性的吸附有害气体分子。活性碳材料中有大量看不见的微孔，有较大的吸附面积。米粒大小的活性碳中，微孔内面积有十几平方米大。游离分子接触活性碳后，在微孔中凝聚成液体因毛细管原理呆在微孔中，有的与材料和而为一体。没有明显化学反应的吸附称为物理吸附。有的对活性碳进行处理，被吸附的颗粒与材料进行反应,生成固体物质或无害气体,称为怀学吸附。活性碳在使用过程中材料的吸附能力不断减弱，当减弱到某一程度，过滤器将报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸汽熏可使有害气体脱离活性碳，使活性碳再生。中国分类一般通风用过滤器分级对于一般通风用过滤器，两项国家标准按新过滤器的计数法效率将过滤器分成五个和四个等级。这两项标准曾对过滤器市场起了很好的规范作用，它们结束了部门间各自为战的局面，并在过去的中效范围增加了一级高中效，以适应当时人们对改善洁净室预过滤器性能的要求。GB12218-89分级IIIIIIIVV粒径，µm»5.0»1.0»5.0计数效率，%‹4040«E‹8020«E‹7070«E‹9995«E‹99.9GB/T14295-93分级粗效中效高中效亚高效粒径，µm»5.0»1.0»0.5计数效率，%20«E‹8020«E‹770«E‹995«E‹99.9额定风量下初阻«50«80«100«120表中的分级基于80年代末至90年代初的国内技术水平，尤其是考虑了当时国产光学粒子计数器的水平。这两项标准的修订工作已经被列入相关部门的议事日程。中国现有标准的计数法与国外计数法的主要差别在于：1.国内仅测量新过滤器效率，国外测量发尘各阶段效率的平均值；2.国内测量大于某粒径全部粒子的过滤效率，国外测量某粒径段粒子的效率；3.国外计数测量时使用标准人工粉尘，国内使用大气粉尘。高效过滤器国家标准GB13554-92规定，高效过滤器为：1.按GB6165规定的钠焰法测试，其效率≥99.9%的过滤器；A2.钠焰法测试，效率≥99.99%的过滤器B3.钠焰法测试，效率≥99.999%的过滤器C4.对粒径≥0.1m的粒子，其效率≥99.999%的过滤器。D前者指一般高效过滤器，相比之下，国外一般定义高效过滤器的效率为≥99.97%。后者指超高效过滤器。3.分级比较图过滤器的结构和选材1.处初结构：外框主要包括：纸框、镀锌框、铝合金框、不锈钢板。有板式、和袋式结构。滤料：纤维滤料主要有:化纤类无纺布,玻璃纤维滤料,某些厂家有棉纤与化纤的混合滤料,其它还有金属网等。制作方法：大多为折叠成型，金属网和滤料复合折叠。2.中效过滤器结构：外框材料主要包括：镀锌钢板、铝合金型材、塑料框、纸框等滤料主要包括：化纤类、玻璃纤维以及PP材料。目前使用最多的是玻璃纤维和PP滤料的袋式结构中效过滤器。由于国内生产粗、中效过滤器的厂家不计其数，采用的材料、结构也是多种多样。目前主流生产厂及国外厂多采用玻璃纤维滤料及部份化纤滤料，化纤靠其价格低及阻力小的优势挤占越来越大的市场。3.高效空气过滤器结构：外框主要使用：铝合金型材、多层板框、铝板框、镀锌钢板框，使用最多为铝合金型材框，主要制作成立方体形结构。滤料：多采用玻璃纤维，化纤类逐渐在使用，目前国外有些厂家采用带静电的聚四氟乙烯纤维（驻极体）制造高效过滤器、俗称PTFE。高效结构又有无隔板和有隔板之分。无隔板主要采用热溶胶作为滤芯的分隔物，便于机械化生产。加之其具有体积小、重量轻、便于安装、效率稳定、风速均匀的优点，目前洁净厂房所需的大批量的过滤器多采用无隔板结构。有隔板高效，多采用铝箔、纸做成折叠状作为滤芯分隔物，形成空气通道。分隔板有采用优质牛皮纸，热滚压成形或采用胶版纸作分隔板。目前，多采用双面上胶的铜版纸作分隔板，主要目的是为了防止分隔板受冷热干湿的影响发生收缩，从而散发微粒。但根据我公司多年来的经验，在温湿度发生变化时，这种隔板纸可能会有较大颗粒散发，从而造成洁净厂房洁净度测试不合格。（已有几次客户关于这方面的投诉）所以，对于洁净度要求较高的场所，应推荐客户使用无隔板高效空气过滤器。国外的有隔板过滤器的价格要高于无隔板价格，所以国外使用有隔板的场所较少。此外，与有隔板过滤器的矩形通道相比，无隔板过滤器的V形通道进一步改善了容尘的均匀性，延长了使用寿命。通风用无隔板过滤器可避免使用金属部件，易于废弃处理，符合日益严格的环保要求。除了某些耐高温和高安全性要求的特殊场合，无隔板过滤器均可取代有隔板过滤器。过滤器的参数3-1面速和滤速面速和滤速可以反映过滤器的通过风量的能力。面速指过滤器断面上的通过气流速度，一般以m/s表示，V=Q/F*3600，面风速是反映过滤器结构特性的重要参数。滤速是指滤料面积上的通过气流的速度，一般以L/cm2.min或cm/s表示.滤速反映滤料的通过能力,反映滤料的过滤性能。滤速低，一般来说可以获得较高得效率。允许通过的滤速低，滤料的阻力较大。3-2过滤效率3-2-1空气过滤器的过滤效率是被捕集粉尘量与原空气含尘量的比值：过滤效率=过滤器捕集粉尘量/上游空气含尘量=1-下游空气含尘量/上游空气含尘量效率的意义看似简单，可它的含义和数值却因试验方法的不同而大不一样。在决定过滤效率的因素中，粉尘量的含义多种多样，由此计算和测量出来的过滤器效率数值也就五花八门。实用中，有粉尘的总重量、粉尘的颗粒数量；有时是针对某一典型粒径粉尘的量，有时是所有粉尘的量；还有用特定方法间接地反映浓度的通光量（比色法）、荧光量（荧光法）；有某种状态的瞬时量，也有发尘全过程变化效率值的加权平均量。对同一只过滤器采用不同的方法进行测试，测得的效率值就会不一样。各国家、各厂商使用的测试方法不统一，对过滤器效率的解释和表达大相径庭。离开测试方法，过滤效率就无从谈起。目前过滤器（高效）效率的标注种类：1、钠焰法，主要是国内的一些生产厂家在使用，可能某些小的个体户没有测试设备也标注这种效率值。一般高效的标注效率值大于99.99%。这种方法的前景：钠焰法的测试精度决定了此种方法只能完成普遍高效的测试，测试的效率是过滤器的综合效率，对于特定粒子的效率不能体现，国家虽然在修订此标准，个人认为如果一个过滤器生产厂家仅有此一种测试手段，肯定难以满足客户日益多样性、高标准的要求。2、DOP法，有50多年历史。曾今为国际最常用的标注方法，相信，在国外可能会逐渐被取代。3、MPPS法，目前在国际上已经逐渐流行，又叫最易穿透效率法。被认为是测试高效空气过滤器的最严格的方法。3-2-2穿透率穿透率来表示经过过滤器后仍然可以透过多少尘粒的程度。K=（1-η）×100%3-3阻力过滤器对气流形成阻力。过滤器的阻力主要由两部分组成，滤料的阻力，过滤器结构的阻力。根据经验,在滤料性能确定的情况下,过滤器的阻力与过滤器的结构关系很大,由此造成的影响可能在50Pa左右。过滤器积灰，阻力增加，当阻力增大