04过滤效率和洁净等级.doc

一、过滤器术语及常识1.1初阻力（Initial Resistance）实际使用时或试验条件下新过滤器的阻力，或者，额定风量下新过滤器的阻力。1.2终阻力（Final Resistance）判定过滤器报废的阻力指标。过滤效率规格建议终阻力（Pa）G3（粗效）100200G4150250F5F6250300F7F8300400F9H11400450高效与甚高效4006001.3无隔板过滤器（Mini-Pleat，或者Close-Pleat）1.4隔板过滤器（Deep-Pleat）1.5自洁式过滤器（Pulse-jet Filter）带有压缩空气脉冲反吹清灰功能的过滤器和除尘器。1.6预过滤器（Pre-Filer）对下一级过滤器起保护作用的过滤器。预过滤器可以有各种形式和效率规格。1.7高效过滤器（High Efficiency Particulate Air Fliter简称为HEPA Filter）传统说法：对0.3m粒子过滤效率99.97%的过滤器；国内通行说法：用钠焰法试验，效率99.97%的过滤器；待修订的国家标准：用钠焰法试验，效率99.9%1.8亚高效过滤器国内特有的产品（说法），用钠焰法试验，效率95%的过滤器；国外同类效率的产品（H10）主要用于高效过滤器的预过滤。1.9超高效过滤器（甚高效过滤器）（Ultra Low Penerration Air简称ULPA Filter）对0.10.2m粒子过滤效率99.999%的过滤器（美国标准）对MPPS效率99.9995%的过滤器（欧洲标准）1.10室内空气品质（Indoor Air Quality简称IAQ）1.11换气次数（Air Changes）一小时内送风量与室内体积之比。1.12洁净度（Cleanliness）洁净室或洁净区域单位空间所含某粒径以上颗粒物的限度。1.13 ASHRAE Efficiency采用美国采暖、制冷与空调工程师协会标准ASHRAE52.1规定方法测出的效率。一般是指比色法（Dust-Spot）效率，有时也称NBS效率、AFI效率。二、过滤效率2.1国外过滤效率的分类2.2国内过滤效率的分类2.2.1一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。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。 2.2.2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； 2.对粒径0.1mm的粒子，其效率99.999%的过滤器。 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。2.3一般通风用过滤器试验方法2.3.1计重法（Arrestance） 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重的加权平均值。计重法用于测量低效率过滤器，这些过滤器通常用于中央空调系统中的预过滤。 相关标准：美国ANSI/ASHRAE 52.1-1992，欧洲EN779：1993，中国GB12218-89。2.3.2比色法（Dust-Spot） 在过滤器前后采样，采样头上有高效滤纸，这样，过滤器前后采样点高效滤纸的污染程度有所不同。试验时，每经过一段发尘试验，测量不同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。比色法用于测量效率较高的过滤器。 相关标准：美国ANSI/ASHRAE 52.1-1992，欧洲EN779：1993。2.3.4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。大气尘计数法用于测量一般通风用过滤器，其效率只代表新过滤器的性能。 相关标准：GB12218-892.3.4计数法（Particle Efficiency） 在每次发尘试验之前和之后，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。计数法效率正在取代比色法效率。 标准：欧洲Eurovent 4/9-1993，美国ASHRAE52.2-1999，欧洲PREN7792.4高效过滤器的试验方法2.4.1钠焰法（Sodium Flame） 盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经过干燥形成微小盐雾并进入风道。在过滤器前后分别采样，含盐雾气样使氢气火焰的颜色变蓝、亮度增加。以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度，并以此确定过滤器对盐雾的过滤效率。国家标准规定的盐雾颗粒平均直径为0.4m。 相关标准：英国BS3928-1969，欧洲Eurovent4/4，中国GB6165-85。2.4.2 DOP法 试验尘源为0.3m单分散相DOP（塑料工业常用增塑剂）液滴。“量”为含DOP空气的浑浊程度。测量粉尘的仪器为光度计（Photometer），以气样的浊度差别来判定过滤器对DOP颗粒的过滤效率。 对DOP液体加热成蒸汽，蒸汽在特定条件下冷凝成微小液滴，去掉过大和过小的液滴后留下0.3m左右的颗粒，雾状DOP进入风道，测量过滤器前后气样的浊度，并由此判断过滤器0.3m粉尘的过滤效率。 相关标准：美国军用标准MIL-STD-282。2.4.3计数扫描法 试验时，使用大流量激光粒子计数器或凝结核计数器对过滤器的整个出风面进行扫描检验，计数器给出每一点粉尘的个数和粒径。这种方法不仅能测量过滤器的平均效率，还可以比较各点的局部效率。 相关标准：欧洲EN1882.11882.5-19982000，美国IES-RP-CC007.1-1992。2.4.4光度计扫描 粉尘一般为多分散相液滴，使用光度计对过滤器的全平面进行扫描检漏，这种方法能快速、准确的找到过滤器的漏点。由于粉尘为多分散相，而光度计不能确定粉尘粒径，此方法检测出来的“过滤效率”没什么实际意义，另外，此方法目前没有相应的标准可依。2.4.5油雾法（Oil Mist） 尘源为油雾，“量”为含油雾空气的浊度，仪器为浊度计，。以气样的浊度差别来判定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。 相关标准：中国GB6165-85，德国DIN24184-1990。2.4.6荧光法（Uranine） 试验尘源为喷雾器产生的荧光素钠粉尘。试验中，首先在过滤器的前后采样，然后用水溶解采样滤纸上的荧光素钠，再测量含荧光素钠水溶液在特定条件下的荧光亮度，这一亮度间接的反映出粉尘的重量。以过滤器前后样品的荧光亮度差别来判断过滤器效率（此方法仅限于核工业过滤器的测试）。 相关标准：法国NF X44-011-1972。附：空气过滤器效率规格比较三、合理确定各级过滤器过滤效率一般情况下，最末一级过滤器决定空气净化的程度。上游的各级过滤器只起到保护作用，它保护下风端过滤器以延长其使用寿命，或保护空调系统以确保其正常工作。在空调设计中，应首先根据用户的洁净要求确定最末一级过滤器的效率，然后，选择起保护作用的过滤器。如果这级过滤器亦需保护，再在它的上风端增设过滤器。这样，起保护作用的过滤器统称为“预过滤器”。另外，应合理匹配各级过滤器的效率：如果相邻两级过滤器的效率规格相差太大，则前一级起不到保护后一级的作用；如果两级相差不大，则后一级负担太小。当使用“GFHU”效率规格分类时，可方便的估计出所需各级过滤器的效率。在G2到H12中，每隔24档设置一级过滤器。例如：G4F7H10，其中，末端H10（亚高效）过滤器决定送风的洁净水平，F7保护H10，G4保护F7。洁净室末端高效（HEPA）过滤器前要有效率规格不低于F8的过滤器来保护；高效（ULPA）过滤器前可选用F9H11的过滤器。在中央空调本身应有效率规格不低于F5的过滤器来保护。在无风沙、低污染地区，F7过滤器前可不设预过滤器；在城市的中央空调系统中，G3F6是常见的初级过滤器。在具体的工程应用中，使用什么效率级别的预过滤器来保护后一级过滤器，这需要将使用环境、备件费用、运行能耗以及维护费用等因素综合考虑而定。各级效率过滤器应用的例子：1） 某100级洁净室，设置了F5F8H10H13四级过滤，末端H13过滤器用了8年；2） 某洁净室高效过滤器前只有F5过滤器保护，用户每年都要更换高效过滤器；3） 重度污染城市的某新风净化系统中过滤器设置为G3H10，系统运行半个月后H10过滤器报废；4） 某汽车喷漆流水线，过滤器设置为G3F6F5。其中，末端F5为屋顶满布的过滤材料，它仅起工艺要求的均流作用；F6决定了送风的净化水平。下表是一些典型场所常用的过滤器，仅供参考：场所主过滤器效率常见过滤器特殊要求备注普通中央空调主过滤器F5F7袋式、无隔板过滤器过滤效率合理卫生，保护室内装潢，保护空调系统普通中央空调的预过滤器G3F5各种便宜、使用方便的过滤器容尘能力高，供货有保证保护空调系统，保护下一级过滤器高档公共场所中央空调F7袋式、无隔板过滤器防止风口黑，防止室内装潢褪色机场航站楼F7袋式、无隔板过滤器旅客第一印象学校、幼儿园F7袋式、无隔板过滤器防火特殊安全考虑诊室与病房F7F8袋式、无隔板过滤器防止交叉传染博物馆、图书馆F7袋式、无隔板过滤器保护珍品音像工作室F7袋式、无隔板过滤器保护光学设备和制品10万级、1万级非均流洁净室HEPA有隔板、无隔板高效过滤器逐台测试，无易燃材料过滤器装在高效送风口内100级洁净室HEPA或ULPA有隔板、无隔板高效过滤器出厂前经过逐台扫描检验洁净室末端一般洁净室预过滤F8H10袋式、无隔板、有隔板过滤器保证末端过滤器正常使用寿命芯片厂10级、1级洁净厂房ULPA无隔板ULPA过滤器扫描检验，流速均匀，无挥发物当今对性能最高的过滤器场所主过滤器效率常见过滤器特殊要求备注芯片厂10级、1级洁净厂房预过滤器HEPA无隔板、有隔板过滤器迎面风速高保证末端过滤器的使用寿命制药行业30万级洁净厂房F8H10HEPA袋式、无隔板、有隔板过滤器无营养物末端过滤器可设在中央空调器内负压洁净室排风过滤HEPA无隔板、有隔板过滤器可靠禁止危险物品的排放轿车涂装流水线主过滤器G4F7袋式过滤器不含硅酮，不掉毛，阻燃满足面漆无点，保护均流材料轿车涂装流水线主过滤器F6F7耐高温有隔板过滤器不含硅酮工艺要求高要求静电喷涂生产车间F7F8袋式、无隔板过滤器不含硅酮，不掉毛满足面漆无点，保护均流材料核电站排风HEPA无隔板、有隔板过滤器防火、耐冲击、专门机构认证采用中央空调的机房、交换台、中控室F5F7袋式、无隔板过滤器防止因灰尘引起的散热不良和电路故障采用柜式空调的机房、交换台、中控室G3F5简易的平板过滤器因场地限制，柜式空调很难采用其他形式的过滤器化纤抽丝工序F8袋式过滤器防止断丝纺纱车间G4F7袋式过滤器，静电过滤器防止“煤灰纱”食品工业F7袋式、无隔板过滤器无营养物生产环境的卫生洁净工作台，风淋室HEPA有隔板、无隔板高效过滤器轧钢主电机袋式过滤器阻燃防止因粉尘造成的电机故障卷烟厂中央空调F7自洁式过滤装置，袋式过滤器国内烟草行业目前流行自洁式过滤装置家庭中央空调G3G4平板过滤器便宜、美观普通家用空调-尼龙网可清洗阻挡纤维和粗粉尘风沙地区预过滤器-惯性除尘装置，水浴除尘装置，卷帘过滤器清除大颗粒粉尘，只在刮风时工作燃气轮机与离心式空压机F7F8无隔板、袋式、有隔板过滤器，自洁式过滤器抗冲击，阻燃防止设备内部结垢、磨损、腐蚀轴流式空压机F5F7无隔板、待式过滤器抗冲击、阻燃防止叶片磨损往复式空压机、内燃机G3F5袋式过滤器，滤清器，平板过滤器抗冲击，耐超阻防止汽缸磨损高级轿车空调F7无隔板过滤器防尘、防花粉高档家用吸尘器F7HEPA无隔板过滤器结实，抗水防止排风二次污染洁净室用吸尘器HEPA无隔板过滤器结实，抗水防止排风二次污染家用空气净化器F7F9HEPA各种小型无隔板过滤器便宜、美观防毒面具HEPA无隔板过滤器耐高温，抗水常与活性炭组合使用备注：1.“主过滤器”指最末一级的过滤器，或指定部位的过滤器； 2.有些行业不使用通风过滤器的效率规格，表中的规格大致相当于那些行业的效率规格； 3.表中未列出压缩空气使用的过滤器（空气滤清器）。四、洁净度分级1963年，美国出了个洁净室标准FED-STD-209，在这项标准中，按每立方英尺中0.5m粉尘数量的最高允许浓度，将洁净室分成若干等级，如100级、10000级、100000级。长期以来，世界上许多国家都是按此方法分级，我国也不例外。1999年，国际标准化组织ISO颁布了一项国际标准ISO14644-1洁净室与受控洁净环境，第一部分：空气洁净度分级，标准中采用了新的分级。2001年，中国新颁布的洁净室设计标准中采用了ISO分级。ISO洁净度等级以及与传统分级的对应关系见下表4-1：洁净度分级 表4-1ISO14644分级最高浓度极限（颗粒数/m）近似对应传统规格0.1m0.2m0.3m0.5m1.0m5.0mISO1级102ISO2级10024104ISO3级10002371023581级ISO4级10000237010203528310级ISO5级1000002370010200352083229100级ISO6级10000002370001020003520083202931000级ISO7级35200083200293010000级ISO8级352000083200029300100000级ISO9级352000008320000293000电子工业和制药业是与洁净室关系最密切的两个行业，其他行业用到洁净室时大都跟着这两个行业的思路走。ISO试图在洁净室问题上将这两个行业拉到一起。ISO标准一出现，电子行业立刻该用ISO标准定义的洁净室级别，而制药行业目前仍沿用老的洁净级别规定，见下表4-2。我国1998年版GMP规范中比前一版多了个30万级。ISO洁净室标准化动向见后面的内容。中国GMP规定的洁净度 表4-2洁净级别尘粒最大允许数（颗粒数/m）微生物最大允许数相当ISO分级0.5m5m每立方米浮游菌（个）每皿沉降菌（个）100级3500051ISO5级10000级35000020001003ISO7级100000级35000002000050010ISO8级300000级1050000060000-15备注：GMP（Good Manufacture Practice, 药品生产质量管理规范），制药厂必须执行的强制性标准。需要注意的是，规定洁净度时先应该明确洁净室的状态：空态（新建，空屋子），静态（设备就位，无人员），动态（正常工作）。具体工程所说的“洁净度”指的是哪种状态，需要由用户与设计、供货等方面协议确定并明文规定。4.1换气次数和风速过滤器的品质有了保证后，在决定洁净工程质量的诸多因素中，通风参数（换气次数或平均风速）就成了关键。下表4-3是洁净室设计时应该考虑的一些因素。表中的“气流形式”、“平均风速”、“换气次数”指标源于ISO标准，“末端过滤器效率”和“过滤器出厂检验方法”。洁净度、通风参数和高效过滤器 表4-3ISO14644分级对应传统规格气流形式平均风速（m/s）换气次数末端过滤器效率过滤器出厂检验方法ISO 1级99.9999%扫描ISO 2级U0.30.599.9999%扫描ISO 3级1U0.30.599.999%扫描ISO 4级10U0.30.599.999%扫描ISO 5级100U0.20.599.97%总效率或扫描ISO 6级1000N，M7016099.97%总效率或扫描ISO 7级