空气过滤器培训教材

空气过滤器培训教材◎空气过滤器概述过滤材料

既有效地拦截尘埃粒子，又不对气流形成过大的阻力。杂乱交织的纤维形成对粒子的无数道屏障，纤维间宽阔的空间允许气流顺利通过。效率

过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气中的粉尘量之比为“过滤效率”。小于0.1m（微米）的粒子主要作扩散运动，粒子越小，效率越高；大于0.5m的粒子主要作惯性运动，粒子越大，效率越高。阻力

纤维使气流绕行，产生微小阻力。无数纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。

KLC过滤器阻力随气流量增加而提高，通过增大过滤材料面积，可以降低穿过滤料的相对风速，减小过滤器阻力。动态性能

被捕捉的粉尘对气流产生附加阻力，于是，使用中过滤器的阻力逐渐增加。被捕捉到的粉尘形成新的障碍物，于是，过滤效率略有改善。

被捕捉的粉尘大都聚集在过滤材料的迎风面上。滤料面积越大，能容纳的粉尘越多，过滤器寿命越长。使用寿命

滤料上积尘越多，阻力越大。当阻力大到设计所不允许的程度时，过滤器的寿命就结束。有时，过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散，出现这种二次污染时，过滤器也该报废。静电若过滤材料带静电或粉尘带静电，过滤效果可以明显改善。因静电使粉尘改变运动轨迹并撞向障碍物，静电力参与粘住的工作。◎过滤效率在决定过滤效率的因素中，粉尘“量”的含义多种多样，由此计算和测量出来的过滤器效率数值也就不同。实用中，有粉尘的总重量、粉尘的颗粒数量；有时是针对某一典型粒径粉尘的量，有时是所有粉尘的量；还有用特定方法间接地反映浓度的通光量（比色法）、荧光量（荧光法）；有某种状态的瞬时量，也有发尘全过程变化效率值的加权平均量。

对同一只过滤器采用不同的方法进行测试，测得的效率值就会不一样。离开测试方法，过滤效率就无从谈起。◎过滤器阻力过滤器对气流形成阻力。过滤器积灰，阻力增加，当阻力增大到某一规定值时，过滤器报废。

新过滤器的阻力称“初阻力”；对应过滤器报废时的阻力值称“终阻力”。

终阻力

终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。

大多数情况下，终阻力是初阻力的2～4倍。终阻力建议值效率规格建议终阻力PaG3(粗效)100～200G4（初中效）150～250F5～F6（中效）250～300F7～F8（高中效）300～400F9～H11（亚高效）400～450高效与超高效400～600

过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力值并不意味着过滤器的使用寿命会明显延长，但它会使空调系统风量锐减。因此，没有必要将终阻力值定得过高。

低效率过滤器常使用直径≥10m的粗纤维滤料。由于纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的积灰吹散，此时，阻力不再增高，但过滤效率降为零。因此，要严格限制G4以下过滤器的终阻力值。每个过滤段都应安装阻力监测装置。终阻力要靠仪表来判定，不能仅凭操作者的感觉。◎容尘量容尘量是在特定试验条件下，过滤器容纳特定试验粉尘的重量。这里的“特定”是指：a.标准试验风洞，以及相关试验与测量设备；b.比实际大气粉尘颗粒大得多的标准“道路尘”；c.委托方与试验方商定、或标准规定的试验方法与计算方法；d.委托方与试验方商定的终止试验的条件。容尘量与过滤器实际容纳粉尘的重量没有直接对应关系，孤立的容尘量数据对用户没有任何意义。◎可吸入颗粒物空气中的大颗粒粉尘被人的鼻腔阻拦，小颗粒粉尘可能随气流进入气管和肺部，这些粉尘被气管和肺部的“巨噬细胞”吞食并消化，巨噬细胞吃不净的那些细菌和病毒还会被白血球消灭掉。

人的鼻子的鼻毛、分泌物和黏膜可以将大多数大于10m的粉尘过滤掉，只有小于10m的颗粒物才会随气流进入气管和肺部。因此，人们将“可吸入颗粒物”定义为“空气中≤10m的颗粒物”。

空气中的全部粉尘量为“总悬浮颗粒物”，去掉10m以上的颗粒物，剩下的就是“可吸入颗粒物”，技术上标为TM10。我们经常听到的“可吸入颗粒物”就是这个TM10。如果将5m以上的颗粒物去掉，剩下的“可吸入颗粒物”为TM5。可吸入颗粒物与健康效应浓度

mg/m3健康效应总悬浮颗粒物可吸入颗粒物>0.29>0.20免疫功能改变的阈浓度，居民呼吸道疾病患病率开始增加。0.210.15居住区空气日平均最高允许浓度。<0.16<0.11不引起小学生免疫功能改变的阈下浓度，不引起人群呼吸道患病率增加。◎化学过滤器化学过滤器清除空气中的气体污染物。在通风和空调领域，化学过滤器使用活性炭作为主要过滤材料。化学过滤器典型应用场所有：芯片厂、核工业、飞机场、环保、博物馆等，有些家电中也使用了化学过滤材料。化学过滤原理化学过滤器有选择性地吸附有害气体分子，而不是像普通过滤器那样机械地清除杂质。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，其中绝大部分微孔的孔径在5Å～500Å之间，单位材料中微孔的总内表面积可高达700～2300m2/g，也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积相当于一个大客厅内墙面的大小。没有明显化学反应的吸附称为物理吸附，这种吸附主要靠的是范德瓦尔斯力。空气中沸点高（常温或更高）的游离分子接触活性炭后，有些在微孔中凝聚成液体并因毛细管原理呆在那，有些填满与分子尺寸相当的微孔而与材料成为一体。大气中的氮气、氧气、二氧化碳、氢气、氩气等主要成分的沸点都很低，活性炭吸附不了它们。普通活性炭是疏水性材料，所以对水蒸汽的吸附能力也有限。此外，活性炭还能吸附某些空气微生物并杀死它们。经化学处理而使材料与有害气体产生化学反应的吸附称化学吸附。活性炭靠范德瓦尔斯力抓到气体分子，材料上的化学成分与污染物起反应，生成固体成分或无害的气体。进行化学处理的主要方法是在活性炭中均匀地掺入特定的试剂，所以经化学处理的活性炭也称“浸渍炭”。使用过程中，吸附能力会不断减弱，当减弱到某一程度，过滤器报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸汽熏蒸的办法可使有害气体脱离活性炭，使活性炭再生。活性炭材料活性炭材料分颗粒炭、纤维炭、粉炭。纤维活性炭由含碳有机纤维制成。它的孔径小（<50Å）、吸附容量大、吸附快、再生快。常用的纤维基材有酚醛、植物纤维、聚丙烯腈、沥青。吸附性能吸附容量。单位活性炭所能吸附污染物的最大量称吸附容量。不同材料的吸附容量会不同；同一材料对不同气体的吸附容量会不同；温度、背景浓度改变，吸附容量也会变化。滞留时间。空气在活性炭层中逗留的时间称滞留时间。滞留时间越长，吸附越充分。为保持足够的滞留时间，炭层要足够厚，过滤风速要尽可能低。使用寿命。新的活性炭吸附效率高，使用中效率不断衰减，当过滤器下游有害气体接近允许的浓度极限时，过滤器报废。报废前的使用时间就是使用寿命，也称有效防护时间。选择性。一般说来，在物理吸附中易被吸附的有：分子量大的气体、沸点高的气体、挥发性有机气体。若活性炭经化学浸渍，还可以清除平时难以对付的气体，或突出对某类气体的吸附能力。活性炭过滤器的选用影响活性炭过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有：污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。实际选用时，要根据污染物种类、浓度和处理风量等条件，确定过滤器形式和活性炭种类。活性炭过滤器的上下游均应有好的除尘过滤器，其效率规格应不低于F7。上游过滤器防止灰尘堵塞活性炭材料；下游过滤器拦住活性炭本身的发尘。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”（ArizonaRoadDust），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。相关标准：美国ANSI/ASHRAE52.1-1992，欧洲EN779-1993，中国GB12218-89。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。相关标准：美国ANSI/ASHRAE52.1-1992，欧洲EN779-1993。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。标准：中国GB12218-89。计数法ParticleEfficiency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，0.4m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。

标准：欧洲Eurovent4/9-1993，美国ASHRAE52.2-1999，欧洲PREN779过滤器对气流形成阻力。过滤器积灰，阻力增加，当阻力增大到某一规定值时，过滤器报废。新过滤器的阻力称“初阻力”；对应过滤器报废的阻力值称“终阻力”。设计时，常需要一个有代表性的阻力值，以核算系统的设计风量，这一阻力值称“设计阻力”，惯用的方法是取初阻力与终阻力的平均值。确定终阻力终阻力的选择直接关系到过滤器的使用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。一般情况下，终阻力的选取是空调设计师的事。有经验的工程师可以根据现场情况改变原设计的终阻力值。有的设计师会忘记告诉用户他所选定的终阻力值；有时用户会改换其它型号过滤器或其它供应商，这时，现场工程师不得不自己确定终阻力值。大多数情况下，终阻力是初阻力的2～4倍。过滤器越脏，阻力增长越快。过高的终阻力值并不意味着过滤器的使用寿命会明显延长，但它会使空调系统风量锐减。因此，没有必要将终阻力值定得过高。低效率过滤器常使用直径≥10m的粗纤维滤料。由于纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的积灰吹散，此时，阻力不再增高，但过滤效率降为零。因此，要严格限制G4以下过滤器的终阻力值。阻力监测每个过滤段都应安装阻力监测装置。终阻力要靠仪表来判定，不能仅凭操作者的感觉。最便宜的阻力监测装置是U型管压差计。斜管压差计和曲管压差计比较美观。压差表档次和价格都高一些。此外，还有将阻力变成电信号的差压变送器。除了能读数的阻力监测装置外，还应加上终阻力报警装置。省事的办法是在压差计上划红杠；保险的方法是使用差压开关。嘱一般书情况绝下，绒终阻垃力的得选取蹄是空牢调设危计师传的事钥。有蛮经验录的工陡程师鄙可以逮根据捐现场欢情况曲改变暮原设业计的易终阻跳力值孝。浸有的毁设计好师会帮忘记鞭告诉氧用户骆他所俭选定伤的终像阻力驳值；代有时现用户罪会改机换其垂它型仿号过敌滤器盈或其松它供荣应商灰，这袭时，神现场倍工程某师不涌得不秩自己忌确定齿终阻开力值不。膀大多屈数情处况下靠，终滥阻力暑是初痰阻力风的2盲～4筛倍。贯过滤延器越腾脏，棒阻力企增长轻越快物。过袋高的逃终阻漂力值疲并不虽意味策着过欧滤器米的使栋用寿仓命会乌明显帽延长安，但有它会第使空雷调系液统风排量锐艰减。踩因此绒，没帖有必庸要将渡终阻常力值些定得芒过高