第五章 空气过滤器实验研究的理论基础

第五章空气过滤器实验研究的理论基础

§5.1 过滤器分类

§5.1.1 我国的空气过滤器分类

对于一般通风用空气过滤器，我国有两种分级标准：GB 12218-89 “一般通风用空气过滤器性能试验方法” 和GB 14295-93 “空气过滤器”，它们之间的比较可见表5.1。

注：表中效率均是大气尘分组计数效率（大气尘分组计数效率是指以大气尘为尘源，按≥0.3μm、≥0.5μm、≥O.7μm、≥l.0μm、≥2.0μm和≥5.0μm分组对过滤器进行计数效率的测定）。当大气尘分组计数效率测定结果同时满足表中两个类别时，按低类别评定。GB 12218-89 中规定I、II型过滤器效率亦可用人工尘计重法测试。

国内有人根据对百余种不同工艺、不同材质的空气滤材、滤器的测试，结合对国外的一些产品技术性能资料分析，于1980年提出按大气尘分组计数效率的空气过滤器分类方法[14] [15]如表5.2所列。它对过滤器的分类也有一定的实际使用意义。

§5.1.2 欧洲Eurovent4／9-93中空气过滤器分类

Eurovent 4／9 “一般通风用空气过滤器分级效率的测试方法” 用Latex粒子或DEHS (己基癸二酸二乙酯)粒子及人工尘测试一般通风用过滤器的分级效率及计重效率、容尘量，将过滤器分为EUl～EU9不同类别，见表5.3。

§5.1.3 美国ASHRAE 52.2P 中的空气过滤器分类

ASHRAE 标准 52.2P （96）“一般通风用空气净化设备粒径、过滤效率的测试方法”将取代Std.52.1中的比色法作为测定和评价一般通风用空气过滤器的方法。该标准用0.3~10μm 固态、干燥的多分散相KCL 粒子及ASHRAE 二号尘来测试过滤器的计数分级效率（PSE ），绘制整个容尘过程的最小PSE 曲线，然后将12个粒径档分成三个粒径范围求其分组效率，为过滤器定级（共16级），见表5.4。

注：表中 E 1、E 2、E 3分别指第一、

二、 三组的平均粒径效率。

§5.1.4 前苏联的过滤器分级方法

前苏联过去是用石英粉测一般过滤器效率，用油雾浊度比较法测高效过滤器效率的。他们的空气过滤器分为三类九等，大体相当于我国的粗效、 中效和高效过滤器，见表5.5。

§5.1.5 过滤器分类比较

综观国内外对一般空气用空气过滤器进行性能试验所采用的一些方法及其发展变化，突出一点是都直接或间接采纳了美国ASHRAE52-76的方法。但由于各国的具体条件难免各有不同，可能在执行细节上会有差异。目前在过滤器分级方法上，全世界仍有多种方法，各国自有历史习惯作法，要完全一致还需要时间。图5.1［13］就我国GB 12218-89、GB14295-93，欧洲EN 779、Eurovent 4／9、Eurovent4/4，美国ASHRAE 52.1-92、ASHRAE 52.2P等标准中过滤器效率规格的划分进行比较。

图4.1.1 空气过滤器效率规格比较

表4.1.6 中国、美国、欧洲规格近似对照表

图 5.1 空气过滤器效率规格比较

§5.2 空气过滤器过滤效率

对同一台过滤器测试：粉尘组份不同，效率不同；量的概念不同，效率不同；

测量粉尘量的方法不同，效率不同；统计粉尘量的规则不同，效率不同；测试工况不同，效率不同；离开了测试方法，过滤器的效率就无从谈起。在我国的GB 12218-89 “一般通风用空气过滤器性能试验方法” 标准中，主要提出了人工尘计重效率和大气尘计径计数效率两个概念，在下面，作者将着重介绍这两种效率概念，并对它们之间的换算关系作一简单的探讨。

§5.2.1 过滤效率

1. 人工尘计重效率

对于预过滤器（粗效空气过滤器）和某些过滤效率较低的中效空气过滤器常用人工尘计重效率来评价。影响人工尘计重效率的主要因素是所采用的人工尘性质，各国及各组织所采用的试验人工尘不尽相同，表5.6~表 5.9［7］列出了某些国家所采用人工尘的组分比较。

［7］

由于各国采用的人工尘组份不近相同，从而使得他们测定计重过滤效率之间也各不相同，表5.10列出了不同人工试验尘之间的计重过滤效率比值，所以，对于空气过滤器计重效率来说，制备标准的人工尘是关键。由于在我国至今还无稳定可靠的人工试验尘供应，人工尘计重效率在国内未能列为测试标准。

2. 分组计数效率

大气尘分组计数效率法是目前中国法定的测试方法（国家标准GB 14295-93）它具有以下特点，首先空气净化的主体对象是室内外空气，以大气尘作尘源测定过滤器效率与实际应用相一致；二是采用过滤器前后不同粒径档的计数浓度所确定的计数效率值，恰好是洁净室计数含尘浓度理论计算与分析所需用的，而其他测试方法，如计重效率法、比色效率法的测值都不可能直接应用；三是采用分组计数法可适合于大部分空气过滤器。对于预过滤器或粗效过滤器，因其主要是阻留大颗尘粒，可以依据其对≥5μm 粒径档的过滤效率判别其性能优劣。对于一般中效空气过滤器，主要是阻留中等粒径的颗粒，可以用≥2μm 粒径档大气尘的过滤效率判断其性能优劣。对于性能较好的中效过滤器，即所谓高中效过滤器或高性能过滤器，它主要的处理对象是较小粒径的粒子，可用≥lμm粒径档的过滤效率判别其性能差异。至于用以阻留更小粒子的所谓亚高效空气过滤器可用≥0.5μm粒径档的计数效率来判别其性能。

分组计数效率法目前在欧洲也通行，与中国不同在于不是采用大气尘为尘源，而通用采用DOS等多分散相液滴为试验尘。其优点是尘源颗粒分散度及浓度便于控制，测试结果较以大气尘为尘源时重复性好。当然实验系统在发尘方面也略为复杂，各有利弊。

3. 其他过滤效率

除了计重效率法和分组计数效率法以外，对于各种规格的空气过滤测试方法还有很多种，表5.11列出了一些其他过滤效率的概念和测试方法。

［16］

§5.2.2 过滤效率的换算方法

1. 计重效率与分组计数效率的换算方法

在我国已经公布实施的国标《一般通风用空气过滤器性能试验方法》（GB12218-90）中和《空气过滤器》（GB／T14295-93）中都采用了大气尘计数效率作为过滤器分类的依据。然而，作为一般通风用空气过滤器，为了计算其使用寿命等一些参数，也要知道其计重效率特别是大气尘计重效率。而且过去测定的和进口的过滤器，很多是以计重效率法表示的，有需要知道其对应的计数效率。所以，对计重效率与计数效率之间的换算关系作一翻探讨是很有必要的。但是，由于大气尘的重量不仅和其粒度分布，而且和其性质等密切关系，所以很难从纯计重角度推导出计数效率和计重效率的关系，我们只能从实验的实测数据出发分析得出这两者之间换算的一般关系。图4.2[16]是国内一学者通过实测分析后得出的计重效率与计数效率的换算曲线，在没有直接测定数据对比的情况下，该图可以用作通常参考性的换算。