空氣過濾器的基本知識

   空氣過濾器是空調(diào)凈化系統(tǒng)的核心設(shè)備，過濾器對空氣形成阻力，隨著過濾器積塵的增加，過濾器阻力將隨著增大。當過濾器積塵太多，阻力過高，將使過濾器通過風量降低，或者過濾器局部被穿透，所以，當過濾器阻力增大到某一規(guī)定值時，過濾器將報廢。因此，使用過濾器，要掌握合適的使用周期。在過濾器沒有損壞的情況下，一般以阻力判定使用壽命。

 過濾器的使用壽命除了取決于其本身的優(yōu)劣，如：過濾材料、過濾面積、結(jié)構(gòu)設(shè)計、初始阻力等，還與空氣中的含塵濃度，實際使用風量，終阻力的設(shè)定等因素有關(guān)。

  掌握合適的使用周期，必須了解其阻力的變化情況，首先必須了解如下定義：
1. 額定初阻力：在額定風量下，過濾器樣本、過濾器特性曲線或過濾器檢測報告所提供的初阻力。
2. 設(shè)計初阻力：系統(tǒng)設(shè)計風量下，過濾器阻力（應(yīng)由空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計師提供）。
3. 運行初阻力：系統(tǒng)運行之初，過濾器的阻力，如果沒有測量壓力的儀表，就只能取設(shè)計風量下的阻力作為運行初阻力（實際運行的風量不可能完全等于設(shè)計風量）；

  特別說明：低效率過濾器一般使用粗纖維濾料，纖維間空隙大，過大的阻力有可能將過濾器上的積塵吹散，這種情況下，過濾器阻力不再增高，但過濾效率降到幾乎為零，因此要嚴格控制粗效過濾器的終阻力值！
  確定終阻力要綜合考慮幾種因素。終阻力定的低,使用壽命短,長期更換費用（過濾器費用、人工費用，和廢棄處理費用）相應(yīng)就高，但運行能耗低，因此每種過濾器應(yīng)該有最經(jīng)濟的終阻力值。

  過濾器越臟，阻力增長越快。過高的終阻力不意味著過濾器使用壽命會延長，過高阻力會使空調(diào)系統(tǒng)風量銳減。過高的終阻力是不可取的。

用戶關(guān)于過濾器使用壽命短的抱怨：主要由三種原因造成
a、過濾器的過濾材料面積太小或單位容塵能力太?。?br/>b、預過濾器的過濾效率偏低；
c、用戶對過濾器的使用壽命期望過高。
  對于第一種原因:改用過濾面積大的多濾器可以延長使用壽命,在系統(tǒng)最初設(shè)計時應(yīng)該考慮到這點。較多的工程中,用戶要求盡可能的減少空調(diào)占用空間,或供應(yīng)商為了實現(xiàn)最大的利潤，采用過濾面積小的便宜過濾器。工程驗收時，過濾器能滿足空氣凈化的要求，但過濾器的使用壽命卻比較短。
  預過濾器的過濾效率低，可以調(diào)整預過濾器的效率，可以延長末端過濾器的使用壽命。據(jù)試驗數(shù)據(jù)：末端過濾器是F7，使用G4預過濾器時末端過濾器的使用壽命是3個月，改用預F5過濾器后，F(xiàn)7過濾器的使用壽命可以延長至半年。潔凈室中，末端高效的價值可能并不高，但更換過濾器的風險和間接費用會很高，換預過濾器則無須停產(chǎn)，有經(jīng)驗的業(yè)主會把注意力放在預過濾器上。
   根據(jù)經(jīng)驗,10000級和100000級潔凈廠房(非均勻流),預過濾選用F8過濾器,末端高效過濾器的使用壽命可以達到5年。（目前國內(nèi)通用的過濾器配置可能只有1-3年的時間）。

過濾器選用幾點建議：
1、選擇效率足夠高的過濾器(預過濾):
2、選擇過濾面積大的過濾器
3、高效空氣過濾器必須逐臺檢測
4、同等風量下，選擇初阻力小的過濾器
5、選用通用尺寸的過濾器

過濾原理

1.  攔截
空氣中的塵埃粒子，隨氣流作慣性運動或無規(guī)則布朗運動或受某種場力的作用而移動，當微粒運動撞到其它物體，物體間存在的范德華力（是分子與分子、分子團與分子團之間的力）使微粒粘到纖維表面。進入過濾介質(zhì)的塵埃有較多撞擊介質(zhì)的機會，撞上介質(zhì)就會被粘住。較小的粉塵相互碰撞會相互粘結(jié)形成較大顆粒而沉降，空氣中粉塵的顆粒濃度相對穩(wěn)定。室內(nèi)及墻壁的退色就因為這原因。把纖維過濾器像篩子一樣看待是錯誤的。
2. 慣性和擴散
顆粒粉塵在氣流中作慣性運動，當遇到排列雜亂的纖維時，氣流改變方向，粒因慣性偏離方向，撞到纖維上而被粘結(jié)。粒子越大越容易撞擊，效果越好。小顆粒粉塵作無規(guī)則的布朗運動。顆粒越小，無規(guī)則運動越劇烈，撞擊障礙物的機會越多，過濾效果也會越好?？諝庵行∮?.1微米的顆粒主要作布朗運動，粒子小,過濾效果好。大于0.3微米的粒子主要作慣性運動,粒子越大效率越高。擴散和慣性都不明顯得粒子最難過濾掉。測量高效過濾器性能時，人們經(jīng)常規(guī)定測量最難測量的粉塵效率值。                

2.  靜電作用

由于某種原因，纖維和微?？赡軒想姾?，產(chǎn)生靜電效應(yīng)。帶靜電的過濾材料過濾效果可以明顯改善。原因：靜電使粉塵改變運動軌跡并撞上障礙物，靜電使粉塵在介質(zhì)上粘的更牢。能長期帶靜電的材料也稱作"駐極體"材料。材料帶靜電后阻力不變，過濾效果會明顯改善。靜電在過濾效果中不起決定作用，只起輔助作用。
4. 化學過濾
化學過濾器主要有選擇性的吸附有害氣體分子?；钚蕴疾牧现杏写罅靠床灰姷奈⒖?，有較大的吸附面積。米粒大小的活性碳中，微孔內(nèi)面積有十幾平方米大。游離分子接觸活性碳后，在微孔中凝聚成液體因毛細管原理呆在微孔中，有的與材料和而為一體。沒有明顯化學反應(yīng)的吸附稱為物理吸附。有的對活性碳進行處理，被吸附的顆粒與材料進行反應(yīng),生成固體物質(zhì)或無害氣體,稱為懷學吸附?；钚蕴荚谑褂眠^程中材料的吸附能力不斷減弱，當減弱到某一程度，過濾器將報廢。如果僅為物理吸附，用加熱或水蒸汽熏可使有害氣體脫離活性碳，使活性碳再生。

中國分類：

一般通風用過濾器分級
　　對于一般通風用過濾器，兩項國家標準按新過濾器的計數(shù)法效率將過濾器分成五個和四個等級。這兩項標準曾對過濾器市場起了很好的規(guī)范作用，它們結(jié)束了部門間各自為戰(zhàn)的局面，并在過去的"中效"范圍增加了一級"高中效"，以適應(yīng)當時人們對改善潔凈室預過濾器性能的要求。

  中國現(xiàn)有標準的計數(shù)法與國外計數(shù)法的主要差別在于：
1. 國內(nèi)僅測量新過濾器效率，國外測量發(fā)塵各階段效率的平均值；
2. 國內(nèi)測量大于某粒徑全部粒子的過濾效率，國外測量某粒徑段粒子的效率；
3. 國外計數(shù)測量時使用標準人工粉塵，國內(nèi)使用大氣粉塵。
 高效過濾器
國家標準GB13554-92規(guī)定，高效過濾器為：
1. 按GB6165規(guī)定的鈉焰法測試，其效率≥99.9%的過濾器；A
2. 鈉焰法測試，效率≥99.99%的過濾器B
3. 鈉焰法測試，效率≥99.999%的過濾器C
4. 對粒徑≥0.1 m的粒子，其效率≥99.999%的過濾器。D
前者指一般高效過濾器，相比之下，國外一般定義高效過濾器的效率為≥99.97%。后者指超高效過濾器。

  1.初過濾器的結(jié)構(gòu)和選材

結(jié)構(gòu)：外框主要包括：紙框、鍍鋅框、鋁合金框、不銹鋼板。有板式、和袋式結(jié)構(gòu)。

濾料：纖維濾料主要有:化纖類無紡布,玻璃纖維濾料,某些廠家有棉纖與化纖的混合濾料,其它還有
金屬網(wǎng)等。
制作方法：大多為折疊成型，金屬網(wǎng)和濾料復合折疊。

2.中效過濾器
結(jié)構(gòu)：外框材料主要包括：鍍鋅鋼板、鋁合金型材、塑料框、紙框等
濾料主要包括：化纖類、玻璃纖維以及PP材料。
目前使用最多的是玻璃纖維和PP濾料的袋式結(jié)構(gòu)中效過濾器。由于國內(nèi)生產(chǎn)粗、中效過濾器的廠家不計其數(shù)，采用的材料、結(jié)構(gòu)也是多種多樣。目前主流生產(chǎn)廠及國外廠多采用玻璃纖維濾料及部份化纖濾料，化纖靠其價格低及阻力小的優(yōu)勢擠占越來越大的市場。 
3.高效空氣過濾器
結(jié)構(gòu)：外框主要使用：鋁合金型材、多層板框、鋁板框、鍍鋅鋼板框，使用最多為鋁合金型材框，主要制作成立方體形結(jié)構(gòu)。
濾料：多采用玻璃纖維，化纖類逐漸在使用，目前國外有些廠家采用帶靜電的聚四氟乙烯纖維（駐極體）制造高效過濾器、俗稱PTFE。

  高效結(jié)構(gòu)又有無隔板和有隔板之分。無隔板主要采用熱溶膠作為濾芯的分隔物，便于機械化生產(chǎn)。加之其具有體積小、重量輕、便于安裝、效率穩(wěn)定、風速均勻的優(yōu)點，目前潔凈廠房所需的大批量的過濾器多采用無隔板結(jié)構(gòu)。有隔板高效，多采用鋁箔、紙做成折疊狀作為濾芯分隔物，形成空氣通道。分隔板有采用優(yōu)質(zhì)牛皮紙，熱滾壓成形或采用膠版紙作分隔板。目前，多采用雙面上膠的銅版紙作分隔板，主要目的是為了防止分隔板受冷熱干濕的影響發(fā)生收縮，從而散發(fā)微粒。但根據(jù)我公司多年來的經(jīng)驗，在溫濕度發(fā)生變化時，這種隔板紙可能會有較大顆粒散發(fā)，從而造成潔凈廠房潔凈度測試不合格。（已有幾次客戶關(guān)于這方面的投訴）所以，對于潔凈度要求較高的場所，應(yīng)推薦客戶使用無隔板高效空氣過濾器。國外的有隔板過濾器的價格要高于無隔板價格，所以國外使用有隔板的場所較少。此外，與有隔板過濾器的矩形通道相比，無隔板過濾器的V形通道進一步改善了容塵的均勻性，延長了使用壽命。通風用無隔板過濾器可避免使用金屬部件，易于廢棄處理，符合日益嚴格的環(huán)保要求。除了某些耐高溫和高安全性要求的特殊場合，無隔板過濾器均可取代有隔板過濾器。

過濾器的參數(shù)

3-1面速和濾速
面速和濾速可以反映過濾器的通過風量的能力。
面速指過濾器斷面上的通過氣流速度，一般以m/s表示，V=Q/F*3600，面風速是反映過濾器結(jié)構(gòu)特性的重要參數(shù)。
濾速是指濾料面積上的通過氣流的速度，一般以L/cm2.min或cm/s表示.濾速反映濾料的通過能力,反映濾料的過濾性能。濾速低，一般來說可以獲得較高得效率。允許通過的濾速低，濾料的阻力較大。
3-2 過濾效率
3-2-1空氣過濾器的"過濾效率"是被捕集粉塵量與原空氣含塵量的比值：

過濾效率 = 過濾器捕集粉塵量/上游空氣含塵量 = 1 -下游空氣含塵量/上游空氣含塵量
效率的意義看似簡單，可它的含義和數(shù)值卻因試驗方法的不同而大不一樣。
在決定過濾效率的因素中，粉塵"量"的含義多種多樣，由此計算和測量出來的過濾器效率數(shù)值也就五花八門。實用中，有粉塵的總重量、粉塵的顆粒數(shù)量；有時是針對某一典型粒徑粉塵的量，有時是所有粉塵的量；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)的瞬時量，也有發(fā)塵全過程變化效率值的加權(quán)平均量。
　　對同一只過濾器采用不同的方法進行測試，測得的效率值就會不一樣。各國家、各廠商使用的測試方法不統(tǒng)一，對過濾器效率的解釋和表達大相徑庭。離開測試方法，過濾效率就無從談起。
目前過濾器（高效）效率的標注種類：1、鈉焰法，主要是國內(nèi)的一些生產(chǎn)廠家在使用，可能某些小的個體戶沒有測試設(shè)備也標注這種效率值。一般高效的標注效率值大于99.99%。這種方法的前景：鈉焰法的測試精度決定了此種方法只能完成普遍高效的測試，測試的效率是過濾器的綜合效率，對于特定粒子的效率不能體現(xiàn)，國家雖然在修訂此標準，個人認為如果一個過濾器生產(chǎn)廠家僅有此一種測試手段，肯定難以滿足客戶日益多樣性、高標準的要求。2、DOP法，有50多年歷史。曾今為國際最常用的標注方法，相信，在國外可能會逐漸被取代。3、MPPS法，目前在國際上已經(jīng)逐漸流行，又叫最易穿透效率法。被認為是測試高效空氣過濾器的最嚴格的方法。
3-2-2穿透率
穿透率來表示經(jīng)過過濾器后仍然可以透過多少塵粒的程度。K=（1-η）×100%
3-3 阻力
過濾器對氣流形成阻力。過濾器的阻力主要由兩部分組成，濾料的阻力，過濾器結(jié)構(gòu)的阻力。根據(jù)經(jīng)驗,在濾料性能確定的情況下,過濾器的阻力與過濾器的結(jié)構(gòu)關(guān)系很大,由此造成的影響可能在50Pa左右。過濾器積灰，阻力增加，當阻力增大到某一規(guī)定值時，過濾器報廢。
　　新過濾器的阻力稱"初阻力"；對應(yīng)過濾器報廢的阻力值稱"終阻力"。
　　設(shè)計時，常需要一個有代表性的阻力值，以核算系統(tǒng)的設(shè)計風量，這一阻力值稱"設(shè)計阻力，慣用的方法是取初阻力與終阻力的平均值。
3-4 容塵量
容塵量:簡單說：過濾器容納灰塵的能力。過濾器容塵量和過濾器的使用期限有直接關(guān)系。通常指運行中的過濾器的終阻力達到其初阻力的一倍的數(shù)值時，或者效率下降到初始效率的85%以下時，過濾器上的集塵量作為過濾器的標準容塵量，簡稱容塵量。如果過濾器以超過額定風量的風量工作，其阻力將隨著集塵的增加而更快的增加。
過濾器在達到容塵量的集塵過程中，效率低的過濾器容易顯示出效率先增加后下降的特點，效率低的過濾器集的塵埃大而多，濾料稀疏，塵粒由于阻力的增加容易穿透濾料和剝落，造成二次污染。在使用過程中的高效過濾器，隨著積塵的增加，效率一般都會上升。 
當風量為1000m3/h時，一般折疊形無紡布過濾器的容塵量在100g上下，玻璃纖維過濾器在250-300g，高效過濾器在400-500g左右。同類過濾器若尺寸不同，容塵量也就不同。

4-1為什么要用空氣過濾器?
4-1-1通風空調(diào)系統(tǒng)需要空氣過濾器的保護
空調(diào)維護人員通常會發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)在使用較長時間后會發(fā)現(xiàn)如下問題:
1. 風機,熱交換器,風閥,管道等部件嚴重積灰,且還有異味
2. 系統(tǒng)運行數(shù)年后,風量和冷/熱處理量偏低,難以達到原設(shè)計要求;
3. 舒適性空調(diào)送風口的周圍出現(xiàn)黑漬;
4. 室內(nèi)人員抱怨空氣污濁,身體不適;
5. 潔凈室系統(tǒng)的高效空氣過濾器阻力增長過快,甚至1-2年就需更換;
6. 對于空調(diào)機中目前長配的金屬/尼龍網(wǎng)和化纖無紡布,即使不清洗,阻力也不會持續(xù)上升；
造成這些問題的主要原因是灰塵，所謂耐洗的過濾器對灰塵的阻擋是有限的。除了把空調(diào)系統(tǒng)停下來進行清洗，或更換昂貴的系統(tǒng)部件，更有效的措施是增設(shè)效率足夠高的空氣過濾器。（國內(nèi)能提供空調(diào)系統(tǒng)清洗服務(wù)的公司很少。 
經(jīng)過發(fā)達國家的調(diào)查和研究證明，玻璃纖維袋式過濾器是用戶最經(jīng)濟有效的選擇。
4-1-2各種潔凈等級的潔凈室更離不開高效甚至是超高效空氣過濾器
潔凈室內(nèi)與室外的塵埃粒子濃度相差成千上萬倍（單單是計數(shù)），要達到一定級別的潔凈度，必須要設(shè)置高效空氣過濾器，對進入室內(nèi)的空氣進行過濾器。
4-2過濾器的選用
根據(jù)場所的使用要求合理確定各級過濾器的效率
通常情況下，末端過濾器決定了空氣的潔凈程度，前級過濾器起保護末端過濾器的作用，即延長末端過濾器的使用壽命，減少維護費用，保護空調(diào)系統(tǒng)正常工作。 
具體過程：
1. 根據(jù)潔凈度的要求確定末級過濾器的效率;
2. 選擇末級過濾器的保護過濾器,如果需要,在選擇中級過濾器的前級保護過濾器,通常起保護作用的過濾器稱為預過濾器;
3. 選擇預過濾器要和使用環(huán)境,備件費用,運行能耗(目前國內(nèi)用用戶關(guān)心能耗的不多),維護與供貨等因素綜合考慮后決定；
4. 特別關(guān)注的問題：潔凈室末端的高效空氣過濾器需要有效率不低于F8的過濾器的保護（主要應(yīng)是針對新風的處理），空調(diào)系統(tǒng)也需要空氣過濾器的保護； 
5. 確定過濾器的要點：末級過濾器的性能要可靠，預過濾器的效率規(guī)格要合理，且要維護方便。