初中高效空氣過濾器效率分級標準大全 

1 空氣過濾器分類

1.1 我國的空氣過濾器分類

對于一般通風用空氣過濾器，我國有兩種分級標準：GB 12218-89 “一般通風用空氣過濾器性能試驗方法” 和GB 14295-93 “空氣過濾器”，它們之間的比較可見表5.1。

表5.1  我國一般通風用空氣過濾器效率規(guī)格

注：表中效率均是大氣塵分組計數(shù)效率（大氣塵分組計數(shù)效率是指以大氣塵為塵源，按≥0.3μm、≥0.5μm、≥O.7μm、≥l.0μm、≥2.0μm和≥5.0μm分組對過濾器進行計數(shù)效率的測定）。當大氣塵分組計數(shù)效率測定結果同時滿足表中兩個類別時，按低類別評定。  GB 12218-89 中規(guī)定I、II型過濾器效率亦可用人工塵計重法測試。

國內(nèi)有人根據(jù)對百余種不同工藝、不同材質的空氣濾材、濾器的測試，結合對國外的一些產(chǎn)品技術性能資料分析，于1980年提出按大氣塵分組計數(shù)效率的空氣過濾器分類方法如表5.2所列。它對過濾器的分類也有一定的實際使用意義。

表5.2  空氣過濾器分類方法

1.2  歐洲Eurovent4／9-93中空氣過濾器分類

Eurovent 4／9 “一般通風用空氣過濾器分級效率的測試方法” 用 Latex粒子或DEHS (己基癸二酸二乙酯)粒子及人工塵測試一般通風用過濾器的分級效率及計重效率、容塵量，將過濾器分為 EUl～EU9不同類別，見表5.3。

表5.3  Eurovent4／9-93 中的過濾器性能分類

1.3  美國ASHRAE 52.2P中的空氣過濾器分類

ASHRAE 標準 52.2P（96）“一般通風用空氣凈化設備粒徑、過濾效率的測試方法”將取代Std.52.1中的比色法作為測定和評價一般通風用空氣過濾器的方法。該標準用0.3~10μm固態(tài)、干燥的多分散相KCL粒子及ASHRAE二號塵來測試過濾器的計數(shù)分級效率（PSE），繪制整個容塵過程的最小PSE曲線，然后將12個粒徑檔分成三個粒徑范圍求其分組效率，為過濾器定級（共16級），見表5.4。

表5.4  ASHRAE 52.2P中的過濾器性能分類

 續(xù)表5.4

注：表中 E₁、E₂、E₃分別指第一、 二、 三組的平均粒徑效率。

1.4 前蘇聯(lián)的過濾器分級方法

前蘇聯(lián)過去是用石英粉測一般過濾器效率，用油霧濁度比較法測高效過濾器效率的。他們的空氣過濾器分為三類九等，大體相當于我國的粗效、 中效和高效過濾器，見表5.5。

表5.5 前蘇聯(lián)過濾器分級方法

1.5 過濾器分類比較

綜觀國內(nèi)外對一般空氣用空氣過濾器進行性能試驗所采用的一些方法及其發(fā)展變化，突出一點是都直接或間接采納了美國 ASHRAE52-76的方法。但由于各國的具體條件難免各有不同，可能在執(zhí)行細節(jié)上會有差異。目前在過濾器分級方法上，全世界仍有多種方法，各國自有歷史習慣作法，要完全一致還需要時間。 圖5.1就我國GB 12218-89、GB14295-93，歐洲 EN 779、Eurovent 4／9、 Eurovent4/4，美國ASHRAE 52.1-92、ASHRAE 52.2P等標準中過濾器效率規(guī)格的劃分進行比較。

2 空氣過濾器過濾效率

Rfilter提示:對同一臺過濾器測試：粉塵組份不同，效率不同；量的概念不同， 效率不同； 測量粉塵量的方法不同，效率不同；統(tǒng)計粉塵量的規(guī)則不同，效率不同；測試工況不同，效率不同；離開了測試方法，過濾器的效率就無從談起。在我國的GB 12218-89 “一般通風用空氣過濾器性能試驗方法” 標準中，主要提出了人工塵計重效率和大氣塵計徑計數(shù)效率兩個概念，在下面，作者將著重介紹這兩種效率概念，并對它們之間的換算關系作一簡單的探討。

2.1 過濾效率

1). 人工塵計重效率

對于預過濾器（粗效空氣過濾器）和某些過濾效率較低的中效空氣過濾器常用人工塵計重效率來評價。影響人工塵計重效率的主要因素是所采用的人工塵性質，各國及各組織所采用的試驗人工塵不盡相同，表 5.6~表 5.9列出了某些國家所采用人工塵的組分比較。

表5.6   AFI和ASHRAE人工塵組分,%

表5.7  國外試驗用粉塵粒徑分布百分比,%

表5.8  日、美人工試驗塵化學成分

表5.9  中國BF-2型人工塵性能特征

表5.10  不同人工試驗塵的過濾效率比值

由于各國采用的人工塵組份不近相同，從而使得他們測定計重過濾效率之間也各不相同，表5.10列出了不同人工試驗塵之間的計重過濾效率比值，所以，對于空氣過濾器計重效率來說，制備標準的人工塵是關鍵。由于在我國至今還無穩(wěn)定可靠的人工試驗塵供應，人工塵計重效率在國內(nèi)未能列為測試標準。

2).  分組計數(shù)效率

大氣塵分組計數(shù)效率法是目前中國法定的測試方法（國家標準GB 14295-93）它具有以下特點，首先空氣凈化的主體對象是室內(nèi)外空氣，以大氣塵作塵源測定過濾器效率與實際應用相一致；二是采用過濾器前后不同粒徑檔的計數(shù)濃度所確定的計數(shù)效率值，恰好是潔凈室計數(shù)含塵濃度理論計算與分析所需用的，而其他測試方法，如計重效率法、比色效率法的測值都不可能直接應用；三是采用分組計數(shù)法可適合于大部分空氣過濾器。對于預過濾器或粗效過濾器，因其主要是阻留大顆塵粒，可以依據(jù)其對≥5μm 粒徑檔的過濾效率判別其性能優(yōu)劣。對于一般中效空氣過濾器，主要是阻留中等粒徑的顆粒，可以用≥2μm 粒徑檔大氣塵的過濾效率判斷其性能優(yōu)劣。對于性能較好的中效過濾器，即所謂高中效過濾器或高性能過濾器，它主要的處理對象是較小粒徑的粒子，可用≥lμm粒徑檔的過濾效率判別其性能差異。至于用以阻留更小粒子的所謂亞高效空氣過濾器可用≥0.5μm粒徑檔的計數(shù)效率來判別其性能。

分組計數(shù)效率法目前在歐洲也通行，與中國不同在于不是采用大氣塵為塵源，而通用采用DOS等多分散相液滴為試驗塵。其優(yōu)點是塵源顆粒分散度及濃度便于控制，測試結果較以大氣塵為塵源時重復性好。當然實驗系統(tǒng)在發(fā)塵方面也略為復雜，各有利弊。

3). 其他過濾效率

除了計重效率法和分組計數(shù)效率法以外，對于各種規(guī)格的空氣過濾測試方法還有很多種，表5.11列出了一些其他過濾效率的概念和測試方法。

表5.11   過濾效率概念

2.2 過濾效率的換算方法

1). 計重效率與分組計數(shù)效率的換算方法

在我國已經(jīng)公布實施的國標《一般通風用空氣過濾器性能試驗方法》（GB12218-90）中和《空氣過濾器》（GB／T14295-93）中都采用了大氣塵計數(shù)效率作為過濾器分類的依據(jù)。然而，作為一般通風用空氣過濾器，為了計算其使用壽命等一些參數(shù)，也要知道其計重效率特別是大氣塵計重效率。而且過去測定的和進口的過濾器，很多是以計重效率法表示的，有需要知道其對應的計數(shù)效率。 所以，對計重效率與計數(shù)效率之間的換算關系作一翻探討是很有必要的。 但是，由于大氣塵的重量不僅和其粒度分布，而且和其性質等密切關系，所以很難從純計重角度推導出計數(shù)效率和計重效率的關系，我們只能從實驗的實測數(shù)據(jù)出發(fā)分析得出這兩者之間換算的一般關系。 圖4.2是國內(nèi)一學者通過實測分析后得出的計重效率與計數(shù)效率的換算曲線，在沒有直接測定數(shù)據(jù)對比的情況下，該圖可以用作通常參考性的換算。

以下對該曲線圖的應用作一介紹。

對于一般通風用空氣過濾器，0.5μm 以下微粒基本全部通過，所以不考慮0.5μm 以下微粒對工程應用的影響。大氣塵的數(shù)量、質量分布，假定以表2.2.11的數(shù)據(jù)為準。當≥0.5μm的計數(shù)效率為100％時，最少有占全重量的 99％的微粒被過濾掉，0.5μm以下的微粒還占總重量的 l％，當然也還要過濾掉一些，透過的應不足1％，顯然這是很小的量，完全可以忽略。也就是說，≥0.5μm的計數(shù)效率為100％時，從理論上說計重效率（它是不分粒徑的）不可能是100％，但因誤差不足1％，所以可按100％對待。

1.1 當知道≥0.5μm 的計數(shù)效率時，換算計重效率：

例：≥0.5μm計數(shù)效率為 50％，從圖中縱坐標50處引橫坐標的平行線相交于曲線查得計重效率為 98.5％（A 點）；這從表2.2.11上分析也是正確的，因為要把≥0.5μm的微粒過濾掉占總粒數(shù)的 50％，則不到總粒數(shù)20％的1μm以上微粒顯然應全部清除掉 （可能有些漏掉）， 則其重量己占到 97％， 再加上一部分0.5m～lμm之間的微粒，過濾掉的總重量就要大于97％，而可能達到98.5％左右了。

圖 5.2  計數(shù)效率對計重效率的換算

1—≥0.5μm的100％效率線； 2—≥l.0μm 的l00％效率線；
3—≥3.0μm的100％效率線； 4—≥5.0μm 的100％效率線；

1.2 當知道≥1.0μm 的計數(shù)效率時，換算計重效率：

實際上不是某一粒徑微粒全部過濾完再對比這一粒徑小的微粒過濾，而是有一定交叉，有一定機率，所以以≥0.5μm的微粒計數(shù)效率換算≥l..0μm、≥5μm等微粒計數(shù)效率時，實際的效率應小于換算所得，以上例而言，1μm效率75％所對應的0.5μm效率應大于13.88％或0.5μm效率為13.88時1μm效率應小于 75％，對于中效過濾器可以小到原數(shù)的30％。所以，該圖只是在一定的場合具有一定的參考性。

2). 其它過濾效率之間的換算方法

其它過濾效率之間的換算如同計重效率與計數(shù)效率的換算一祥， 由于從理論上很難得出結果，故而也一般采用實驗數(shù)據(jù)分析的方法，得出一些實驗性的圖表 （如圖5.3、 表5.12）， 以期能在實際使用過程中帶來一些方便。

表5.12  計重法和比色法、 DOP法比較

2.3 過濾器應用指南

此處引用 ASHRAE52.2P 附錄中的過濾器應用指南供參考 （表5.13）。

 表5.13  空氣過濾器應用指南

續(xù)表5.13

注： N/A表示此法不適用。

3 一般用空氣過濾器性能測試方法

較長時期以來國外一些技術較發(fā)達國家所采用的空氣過濾器試驗方法互有差別，在近20年中，由于國際標淮化影響，才逐漸趨向一致，在這其中，原美國標準ASHRAE52-76受到重視。

我國空氣過濾器的試驗系統(tǒng)始建于60年代初期，當時的系統(tǒng)以臥式為主，試驗件接口常以500mm×500mm為主，其它尺寸臨時變動。立式試驗臺也有短期使用的。然而自改革開放以來，與國外的文化和技術交流日益增多。采納國際標準與國外先進標準，實現(xiàn)國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)品標準化被提上日程。GB 12218-89《一般通風用空氣過濾器性能試驗方法》于1990年開始實施。該標準在編制過程中充分參考了國外同類標準的主要部分，尤其在美歐方法正趨向一致的形勢下，盡量向可能成為ISO采納的試驗方法靠攏。GB 12218-89規(guī)定的臥式試驗臺、試驗用人工粉塵和測試數(shù)據(jù)處理方法等都與國外標準ASHRAE 52-76相接近。與此同時，根據(jù)我國的國情，在有些內(nèi)容中采取了中國的獨特辦法，如過濾器的效率測試和分級，沒有搬用國外沿用的光電比色法，而是采用光散射粒子計數(shù)器對大氣塵的粒徑分組計數(shù)效率（E）來進行測定，并以測值E為標準，按國內(nèi)通常習慣作法為基礎，把一般通風用空氣過濾器分為五個級別。同時規(guī)定采用國內(nèi)研制的人工粉塵，模擬大氣塵測定過濾器容塵量和粗效過濾器的計重效率。表5.14列出了各國一般通風用空氣過濾器試驗標準及其演化。

表5.14   各國一般通風用空氣過濾器試驗標準及其演化

續(xù)表5.14

4 空氣過濾器的經(jīng)濟性分析

當兩個或更多的空氣過濾系統(tǒng)能夠提供同一等級的空氣潔凈，但是在一個或多個方面有所不同時，那么空氣凈化所需的年度經(jīng)費的比較就會讓用戶知道應該選擇哪一個系統(tǒng)。年度經(jīng)費大致分為固定經(jīng)費和運行經(jīng)費。固定經(jīng)費與設備的維護費無關，屬于每年的固定投資費，其中包括設備投資金額的折舊費、利率、保險費、稅費等；運行費包括電費、清洗費、安裝費、維護費等。

4.1 設備折舊費

對于設備的折舊費一般考慮采用定額計算法，再考慮對于投資金額利息的回收部分，最后采用下式計算：

式中： R——年折舊費，元／年；                

       C——設備費，元；

        i——利率;

        n——設備使用年限，年。

4.2 運行費用

1). 耗電量

式中： W_f——送風耗電量， kWh；              

        η——送風機效率與電動機效率的乘積；    

        Q——處理風量， m³／min；

△P——空氣凈化設備的壓力損失， mmH₂O；

τ——空氣凈化設備運行的時間。

2). 人工費

2.1過濾器更換費用

過濾器更換周期主要取決于過濾器的壽命，而過濾器終阻力的選擇對于確定過濾器的壽命是非常重要的，在本論文中取終阻力為初阻力的兩倍。國內(nèi)一般中效以下過濾器的更換費用為10元／臺，而靜電過濾器的安裝難度和要求比纖維過濾器高很多，故靜電過濾器的安裝費用比纖維過濾器高，但是目前國內(nèi)民用建筑中使用靜電過濾器的還不是很多，靜電過濾器的具體國內(nèi)安裝費用還沒有同一的標準，在新加坡一般的安裝費用為 20~30 新幣／臺，本文中考慮到國內(nèi)的勞動力價格，把靜電過濾器的安裝費用定為新加坡安裝費用的一半，即60元／臺（人民幣)。

額定風量下的過濾器壽命：

 式中: m₀ ——過濾器容塵量，g；

      Q_f0——過濾器的額定風量，m³／h；

      η­——過濾器計重效率；

τ——過濾器每天運行的時間，h／天；

      c_l—— 過濾器前空氣的含塵濃度，mg／m³。

2.2 過濾器的清洗費用

纖維過濾器的清洗費一般為18元／臺·次，而靜電過濾器的清洗一般通過專用的洗滌劑來清洗，其清洗費用也相應比纖維過濾器高一點，一般在 25元／臺·次。

總的人工費＝過濾器的更換費用＋清洗費用

所以設備的年度經(jīng)費＝設備折舊費+耗電量×電價＋總的人工費。

從環(huán)保角度來說， 當過濾設備壽命終止時的報廢處理費用也應當列入經(jīng)濟性分析之內(nèi)，但由于國內(nèi)在這方面的工作剛剛起步，無法獲得有價值的具體數(shù)據(jù)，故在本節(jié)過濾器的經(jīng)濟性分析中未列入設備的報廢處理費用。

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