过滤效率与试验方法
空气过滤器的“过滤效率是被捕捉的粉尘量与原空气含尘量之比:
过滤器捕集粉尘量 下游空气含尘量
过滤效率 = ─────────── =1 - ────────
上游空气含尘量 上游空气含尘量
过滤器效率的实际含义和具体数值因试验方法的不同而大不一样。在工程上,为了省事并为了减少误解,出现了几种用代号表示效率规格的方法。
2.1 一般通风过滤器试验方法
◇计重法 Arrestance
试验尘源为大粒径、高浓度标准粉尘。粉尘的主要成分是经筛选的、规定地区的浮尘,再掺入规定量的细碳黑和短纤维。大多数国家规定使用美国亚利桑那荒漠地带的“道路尘”(Arizona Road Dust),中国标准曾规定使用黄土高原某村落的尘土,日本标准规定使用源于日本的“关东亚黏土”。测量的“量”为粉尘重量。
过滤器装在标准试验风洞内,上风端连续发尘。每隔一段时间,测量穿过过滤器的粉尘重量或过滤器上的集尘量,由此得到过滤器在该阶段按粉尘重量计算的过滤效率。最终的计重效率是各试验阶段效率依发尘量的加权平均值。
计重法试验的终止试验的条件为:约定的终阻力值,或效率明显下降时。这里的所谓“约定”是指客户与试验者间的约定,或试验者自己的规定。显然,约定终止试验的条件不同,计重效率值就不同。
终止试验时,过滤器容纳试验粉尘的重量称为“容尘量”。
计重法用于测量低效率过滤器,那些过滤器一般用于中央空调系统中的预过滤。
计重法试验是破坏性试验,不能用于制造厂的日常产品性能检验。
◇比色法 Dust-spot
试验台和试验粉尘与计重法所用相同。粉尘“量”为采样点高效滤纸的通光量。
在过滤器前后采样,采样头上有高效滤纸,显然,过滤器前后采样点高效滤纸的污染程度会不同。试验中,每经过一段发尘试验,测量不发尘状态下过滤器前后采样点高效滤纸的通光量,通过比较滤纸通光量的差别,用规定计算方法得出所谓“过滤效率”。最终的比色效率是试验全过程各阶段效率值依发尘量的加权平均值。
终止试验的条件与计重法条件相似:约定的终阻力值,或效率明显下降时。
比色法用于测量效率较高的一般通风用过滤器,空调系统中的大部分过滤器属于这种过滤器。比色法曾是国外通行的试验方法,这种方法逐渐被计数法所取代。严格的比色法是破坏性试验。
◇大气尘计数法
尘源为自然大气中的“大气尘”。粉尘的“量”为大于等于某粒径的全部颗粒物个数。测量粉尘的仪器为普通光学或激光尘埃粒子计数器。效率值为新过滤器的初始效率。
大气尘计数法用于测量一般通风用过滤器。其效率值只代表新过滤器的性能。
中国的效率分级是建立在大气尘计数法基础上的。
◇计数法 Particle Efficiency
试验台与计重法和比色法所用类似,发尘所用的高浓度试验粉尘也与计重法和比色法所用类似。粉尘的“量”是微小粒径段颗粒物的个数。测量粉尘的仪器为激光粒子计数器。
试验过程中,在每次发尘试验的之前和之后,进行计数测量,并计算过滤器对各种粒径颗粒物的过滤效率。当达到终止试验的条件时停止试验。过滤器的典型效率值是在规定粒径范围内,各阶段瞬时效率依发尘量的加权平均值。
欧洲标准规定,计数测量时使用的特定的多分散相液滴,如用Laskin喷管吹出的DEHS喷雾,或使用与标定计数器所用标准颗粒物相同的Latex乳胶球。美国规定计数测量使用漂白粉。
计数效率不再是个单一的数值,而是一条沿不同粒径的过滤效率曲线。欧洲的试验表明,当试验的终阻力为450Pa时,0.4µ放m处的计数效率值与传统比色法效率值接近。美国标准规定针对不同档次的过滤器测量不同粒径范围的效率值,其试验终阻力仍是“2倍初阻力或更高”。
完整的计数效率测试是破坏性试验,不能用于产品的日常检验。
计数法效率正在取代比色法效率。
2.2 过滤器按效率分级
用不同方法测出的过滤效率值可能相差很大,例如,一只计策法95%的过滤器,若用比色法测量出的效率可能只有30%,用DOP法测试可能根本就测不出任何效率。为了方便,人们经常使用代号来表示过滤器的效率。
目前在国内,“初、中、高”的说法仍最普及,占第二位的是欧洲的G~F~H~U分
类,再往后是欧洲早期的EU分类,美国分类方法尚不流行。目前不存在被世界各国以及各行各业都接受的效率标识方案,今后若干年内也难出现。
2.3 健全测试手段是过滤器行业当务之急
目前国内过滤器厂商难以为市场提供高质量产品,其最主要原因是测试技术而不是制造技术。
高效过滤器出厂前必须经过逐台性能试验,这在国外是不言而喻的事,而国内众多过滤器制造厂中有检测手段的不足5%,即使有也不是全检。测试手段不完善,国产过滤器的市场表现就只能限于低档次、小批量、非正常行为的竞争。
此外,国内的高效过滤器试验方法应尽快与国际接轨。半导体待业已经明确拒绝传统的钠盐法和DOP法,没有扫描台的厂商很难将过滤器卖给新建的芯片厂,而今后几年国内新建芯片厂将需要数亿元的高效过滤器,如果不迅速采取行动,这个大生意将没国内过滤器厂家的事。
具有一般通风用过滤器试验台的国内厂家屈指可数,这使得大多数国产通风过滤器的性能没有保证。过滤器主流厂家有实力添置最好的试验台,但他们没有意识到性能试验的重要性。