初中高效空氣過濾器效率分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)大全 

1 空氣過濾器分類

1.1 我國(guó)的空氣過濾器分類

對(duì)于一般通風(fēng)用空氣過濾器，我國(guó)有兩種分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：GB 12218-89 “一般通風(fēng)用空氣過濾器性能試驗(yàn)方法” 和GB 14295-93 “空氣過濾器”，它們之間的比較可見表5.1。

表5.1  我國(guó)一般通風(fēng)用空氣過濾器效率規(guī)格

注：表中效率均是大氣塵分組計(jì)數(shù)效率（大氣塵分組計(jì)數(shù)效率是指以大氣塵為塵源，按≥0.3μm、≥0.5μm、≥O.7μm、≥l.0μm、≥2.0μm和≥5.0μm分組對(duì)過濾器進(jìn)行計(jì)數(shù)效率的測(cè)定）。當(dāng)大氣塵分組計(jì)數(shù)效率測(cè)定結(jié)果同時(shí)滿足表中兩個(gè)類別時(shí)，按低類別評(píng)定。  GB 12218-89 中規(guī)定I、II型過濾器效率亦可用人工塵計(jì)重法測(cè)試。

國(guó)內(nèi)有人根據(jù)對(duì)百余種不同工藝、不同材質(zhì)的空氣濾材、濾器的測(cè)試，結(jié)合對(duì)國(guó)外的一些產(chǎn)品技術(shù)性能資料分析，于1980年提出按大氣塵分組計(jì)數(shù)效率的空氣過濾器分類方法如表5.2所列。它對(duì)過濾器的分類也有一定的實(shí)際使用意義。

表5.2  空氣過濾器分類方法

1.2  歐洲Eurovent4／9-93中空氣過濾器分類

Eurovent 4／9 “一般通風(fēng)用空氣過濾器分級(jí)效率的測(cè)試方法” 用 Latex粒子或DEHS (己基癸二酸二乙酯)粒子及人工塵測(cè)試一般通風(fēng)用過濾器的分級(jí)效率及計(jì)重效率、容塵量，將過濾器分為 EUl～EU9不同類別，見表5.3。

表5.3  Eurovent4／9-93 中的過濾器性能分類

1.3  美國(guó)ASHRAE 52.2P中的空氣過濾器分類

ASHRAE 標(biāo)準(zhǔn) 52.2P（96）“一般通風(fēng)用空氣凈化設(shè)備粒徑、過濾效率的測(cè)試方法”將取代Std.52.1中的比色法作為測(cè)定和評(píng)價(jià)一般通風(fēng)用空氣過濾器的方法。該標(biāo)準(zhǔn)用0.3~10μm固態(tài)、干燥的多分散相KCL粒子及ASHRAE二號(hào)塵來測(cè)試過濾器的計(jì)數(shù)分級(jí)效率（PSE），繪制整個(gè)容塵過程的最小PSE曲線，然后將12個(gè)粒徑檔分成三個(gè)粒徑范圍求其分組效率，為過濾器定級(jí)（共16級(jí)），見表5.4。

表5.4  ASHRAE 52.2P中的過濾器性能分類

 續(xù)表5.4

注：表中 E₁、E₂、E₃分別指第一、 二、 三組的平均粒徑效率。

1.4 前蘇聯(lián)的過濾器分級(jí)方法

前蘇聯(lián)過去是用石英粉測(cè)一般過濾器效率，用油霧濁度比較法測(cè)高效過濾器效率的。他們的空氣過濾器分為三類九等，大體相當(dāng)于我國(guó)的粗效、 中效和高效過濾器，見表5.5。

表5.5 前蘇聯(lián)過濾器分級(jí)方法

1.5 過濾器分類比較

綜觀國(guó)內(nèi)外對(duì)一般空氣用空氣過濾器進(jìn)行性能試驗(yàn)所采用的一些方法及其發(fā)展變化，突出一點(diǎn)是都直接或間接采納了美國(guó) ASHRAE52-76的方法。但由于各國(guó)的具體條件難免各有不同，可能在執(zhí)行細(xì)節(jié)上會(huì)有差異。目前在過濾器分級(jí)方法上，全世界仍有多種方法，各國(guó)自有歷史習(xí)慣作法，要完全一致還需要時(shí)間。 圖5.1就我國(guó)GB 12218-89、GB14295-93，歐洲 EN 779、Eurovent 4／9、 Eurovent4/4，美國(guó)ASHRAE 52.1-92、ASHRAE 52.2P等標(biāo)準(zhǔn)中過濾器效率規(guī)格的劃分進(jìn)行比較。

2 空氣過濾器過濾效率

Rfilter提示:對(duì)同一臺(tái)過濾器測(cè)試：粉塵組份不同，效率不同；量的概念不同， 效率不同； 測(cè)量粉塵量的方法不同，效率不同；統(tǒng)計(jì)粉塵量的規(guī)則不同，效率不同；測(cè)試工況不同，效率不同；離開了測(cè)試方法，過濾器的效率就無從談起。在我國(guó)的GB 12218-89 “一般通風(fēng)用空氣過濾器性能試驗(yàn)方法” 標(biāo)準(zhǔn)中，主要提出了人工塵計(jì)重效率和大氣塵計(jì)徑計(jì)數(shù)效率兩個(gè)概念，在下面，作者將著重介紹這兩種效率概念，并對(duì)它們之間的換算關(guān)系作一簡(jiǎn)單的探討。

2.1 過濾效率

1). 人工塵計(jì)重效率

對(duì)于預(yù)過濾器（粗效空氣過濾器）和某些過濾效率較低的中效空氣過濾器常用人工塵計(jì)重效率來評(píng)價(jià)。影響人工塵計(jì)重效率的主要因素是所采用的人工塵性質(zhì)，各國(guó)及各組織所采用的試驗(yàn)人工塵不盡相同，表 5.6~表 5.9列出了某些國(guó)家所采用人工塵的組分比較。

表5.6   AFI和ASHRAE人工塵組分,%

表5.7  國(guó)外試驗(yàn)用粉塵粒徑分布百分比,%

表5.8  日、美人工試驗(yàn)塵化學(xué)成分

表5.9  中國(guó)BF-2型人工塵性能特征

表5.10  不同人工試驗(yàn)塵的過濾效率比值

由于各國(guó)采用的人工塵組份不近相同，從而使得他們測(cè)定計(jì)重過濾效率之間也各不相同，表5.10列出了不同人工試驗(yàn)塵之間的計(jì)重過濾效率比值，所以，對(duì)于空氣過濾器計(jì)重效率來說，制備標(biāo)準(zhǔn)的人工塵是關(guān)鍵。由于在我國(guó)至今還無穩(wěn)定可靠的人工試驗(yàn)塵供應(yīng)，人工塵計(jì)重效率在國(guó)內(nèi)未能列為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

2).  分組計(jì)數(shù)效率

大氣塵分組計(jì)數(shù)效率法是目前中國(guó)法定的測(cè)試方法（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 14295-93）它具有以下特點(diǎn)，首先空氣凈化的主體對(duì)象是室內(nèi)外空氣，以大氣塵作塵源測(cè)定過濾器效率與實(shí)際應(yīng)用相一致；二是采用過濾器前后不同粒徑檔的計(jì)數(shù)濃度所確定的計(jì)數(shù)效率值，恰好是潔凈室計(jì)數(shù)含塵濃度理論計(jì)算與分析所需用的，而其他測(cè)試方法，如計(jì)重效率法、比色效率法的測(cè)值都不可能直接應(yīng)用；三是采用分組計(jì)數(shù)法可適合于大部分空氣過濾器。對(duì)于預(yù)過濾器或粗效過濾器，因其主要是阻留大顆塵粒，可以依據(jù)其對(duì)≥5μm 粒徑檔的過濾效率判別其性能優(yōu)劣。對(duì)于一般中效空氣過濾器，主要是阻留中等粒徑的顆粒，可以用≥2μm 粒徑檔大氣塵的過濾效率判斷其性能優(yōu)劣。對(duì)于性能較好的中效過濾器，即所謂高中效過濾器或高性能過濾器，它主要的處理對(duì)象是較小粒徑的粒子，可用≥lμm粒徑檔的過濾效率判別其性能差異。至于用以阻留更小粒子的所謂亞高效空氣過濾器可用≥0.5μm粒徑檔的計(jì)數(shù)效率來判別其性能。

分組計(jì)數(shù)效率法目前在歐洲也通行，與中國(guó)不同在于不是采用大氣塵為塵源，而通用采用DOS等多分散相液滴為試驗(yàn)塵。其優(yōu)點(diǎn)是塵源顆粒分散度及濃度便于控制，測(cè)試結(jié)果較以大氣塵為塵源時(shí)重復(fù)性好。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在發(fā)塵方面也略為復(fù)雜，各有利弊。

3). 其他過濾效率

除了計(jì)重效率法和分組計(jì)數(shù)效率法以外，對(duì)于各種規(guī)格的空氣過濾測(cè)試方法還有很多種，表5.11列出了一些其他過濾效率的概念和測(cè)試方法。

表5.11   過濾效率概念

2.2 過濾效率的換算方法

1). 計(jì)重效率與分組計(jì)數(shù)效率的換算方法

在我國(guó)已經(jīng)公布實(shí)施的國(guó)標(biāo)《一般通風(fēng)用空氣過濾器性能試驗(yàn)方法》（GB12218-90）中和《空氣過濾器》（GB／T14295-93）中都采用了大氣塵計(jì)數(shù)效率作為過濾器分類的依據(jù)。然而，作為一般通風(fēng)用空氣過濾器，為了計(jì)算其使用壽命等一些參數(shù)，也要知道其計(jì)重效率特別是大氣塵計(jì)重效率。而且過去測(cè)定的和進(jìn)口的過濾器，很多是以計(jì)重效率法表示的，有需要知道其對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)效率。 所以，對(duì)計(jì)重效率與計(jì)數(shù)效率之間的換算關(guān)系作一翻探討是很有必要的。 但是，由于大氣塵的重量不僅和其粒度分布，而且和其性質(zhì)等密切關(guān)系，所以很難從純計(jì)重角度推導(dǎo)出計(jì)數(shù)效率和計(jì)重效率的關(guān)系，我們只能從實(shí)驗(yàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)分析得出這兩者之間換算的一般關(guān)系。 圖4.2是國(guó)內(nèi)一學(xué)者通過實(shí)測(cè)分析后得出的計(jì)重效率與計(jì)數(shù)效率的換算曲線，在沒有直接測(cè)定數(shù)據(jù)對(duì)比的情況下，該圖可以用作通常參考性的換算。

以下對(duì)該曲線圖的應(yīng)用作一介紹。

對(duì)于一般通風(fēng)用空氣過濾器，0.5μm 以下微粒基本全部通過，所以不考慮0.5μm 以下微粒對(duì)工程應(yīng)用的影響。大氣塵的數(shù)量、質(zhì)量分布，假定以表2.2.11的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。當(dāng)≥0.5μm的計(jì)數(shù)效率為100％時(shí)，最少有占全重量的 99％的微粒被過濾掉，0.5μm以下的微粒還占總重量的 l％，當(dāng)然也還要過濾掉一些，透過的應(yīng)不足1％，顯然這是很小的量，完全可以忽略。也就是說，≥0.5μm的計(jì)數(shù)效率為100％時(shí)，從理論上說計(jì)重效率（它是不分粒徑的）不可能是100％，但因誤差不足1％，所以可按100％對(duì)待。

1.1 當(dāng)知道≥0.5μm 的計(jì)數(shù)效率時(shí)，換算計(jì)重效率：

例：≥0.5μm計(jì)數(shù)效率為 50％，從圖中縱坐標(biāo)50處引橫坐標(biāo)的平行線相交于曲線查得計(jì)重效率為 98.5％（A 點(diǎn)）；這從表2.2.11上分析也是正確的，因?yàn)橐?ge;0.5μm的微粒過濾掉占總粒數(shù)的 50％，則不到總粒數(shù)20％的1μm以上微粒顯然應(yīng)全部清除掉 （可能有些漏掉）， 則其重量己占到 97％， 再加上一部分0.5m～lμm之間的微粒，過濾掉的總重量就要大于97％，而可能達(dá)到98.5％左右了。

圖 5.2  計(jì)數(shù)效率對(duì)計(jì)重效率的換算

1—≥0.5μm的100％效率線； 2—≥l.0μm 的l00％效率線；
3—≥3.0μm的100％效率線； 4—≥5.0μm 的100％效率線；

1.2 當(dāng)知道≥1.0μm 的計(jì)數(shù)效率時(shí)，換算計(jì)重效率：

實(shí)際上不是某一粒徑微粒全部過濾完再對(duì)比這一粒徑小的微粒過濾，而是有一定交叉，有一定機(jī)率，所以以≥0.5μm的微粒計(jì)數(shù)效率換算≥l..0μm、≥5μm等微粒計(jì)數(shù)效率時(shí)，實(shí)際的效率應(yīng)小于換算所得，以上例而言，1μm效率75％所對(duì)應(yīng)的0.5μm效率應(yīng)大于13.88％或0.5μm效率為13.88時(shí)1μm效率應(yīng)小于 75％，對(duì)于中效過濾器可以小到原數(shù)的30％。所以，該圖只是在一定的場(chǎng)合具有一定的參考性。

2). 其它過濾效率之間的換算方法

其它過濾效率之間的換算如同計(jì)重效率與計(jì)數(shù)效率的換算一祥， 由于從理論上很難得出結(jié)果，故而也一般采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的方法，得出一些實(shí)驗(yàn)性的圖表 （如圖5.3、 表5.12）， 以期能在實(shí)際使用過程中帶來一些方便。

表5.12  計(jì)重法和比色法、 DOP法比較

2.3 過濾器應(yīng)用指南

此處引用 ASHRAE52.2P 附錄中的過濾器應(yīng)用指南供參考 （表5.13）。

 表5.13  空氣過濾器應(yīng)用指南

續(xù)表5.13

注： N/A表示此法不適用。

3 一般用空氣過濾器性能測(cè)試方法

較長(zhǎng)時(shí)期以來國(guó)外一些技術(shù)較發(fā)達(dá)國(guó)家所采用的空氣過濾器試驗(yàn)方法互有差別，在近20年中，由于國(guó)際標(biāo)淮化影響，才逐漸趨向一致，在這其中，原美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE52-76受到重視。

我國(guó)空氣過濾器的試驗(yàn)系統(tǒng)始建于60年代初期，當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)以臥式為主，試驗(yàn)件接口常以500mm×500mm為主，其它尺寸臨時(shí)變動(dòng)。立式試驗(yàn)臺(tái)也有短期使用的。然而自改革開放以來，與國(guó)外的文化和技術(shù)交流日益增多。采納國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化被提上日程。GB 12218-89《一般通風(fēng)用空氣過濾器性能試驗(yàn)方法》于1990年開始實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中充分參考了國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)的主要部分，尤其在美歐方法正趨向一致的形勢(shì)下，盡量向可能成為ISO采納的試驗(yàn)方法靠攏。GB 12218-89規(guī)定的臥式試驗(yàn)臺(tái)、試驗(yàn)用人工粉塵和測(cè)試數(shù)據(jù)處理方法等都與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE 52-76相接近。與此同時(shí)，根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，在有些內(nèi)容中采取了中國(guó)的獨(dú)特辦法，如過濾器的效率測(cè)試和分級(jí)，沒有搬用國(guó)外沿用的光電比色法，而是采用光散射粒子計(jì)數(shù)器對(duì)大氣塵的粒徑分組計(jì)數(shù)效率（E）來進(jìn)行測(cè)定，并以測(cè)值E為標(biāo)準(zhǔn)，按國(guó)內(nèi)通常習(xí)慣作法為基礎(chǔ)，把一般通風(fēng)用空氣過濾器分為五個(gè)級(jí)別。同時(shí)規(guī)定采用國(guó)內(nèi)研制的人工粉塵，模擬大氣塵測(cè)定過濾器容塵量和粗效過濾器的計(jì)重效率。表5.14列出了各國(guó)一般通風(fēng)用空氣過濾器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及其演化。

表5.14   各國(guó)一般通風(fēng)用空氣過濾器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及其演化

續(xù)表5.14

4 空氣過濾器的經(jīng)濟(jì)性分析

當(dāng)兩個(gè)或更多的空氣過濾系統(tǒng)能夠提供同一等級(jí)的空氣潔凈，但是在一個(gè)或多個(gè)方面有所不同時(shí)，那么空氣凈化所需的年度經(jīng)費(fèi)的比較就會(huì)讓用戶知道應(yīng)該選擇哪一個(gè)系統(tǒng)。年度經(jīng)費(fèi)大致分為固定經(jīng)費(fèi)和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)。固定經(jīng)費(fèi)與設(shè)備的維護(hù)費(fèi)無關(guān)，屬于每年的固定投資費(fèi)，其中包括設(shè)備投資金額的折舊費(fèi)、利率、保險(xiǎn)費(fèi)、稅費(fèi)等；運(yùn)行費(fèi)包括電費(fèi)、清洗費(fèi)、安裝費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等。

4.1 設(shè)備折舊費(fèi)

對(duì)于設(shè)備的折舊費(fèi)一般考慮采用定額計(jì)算法，再考慮對(duì)于投資金額利息的回收部分，最后采用下式計(jì)算：

式中： R——年折舊費(fèi)，元／年；                

       C——設(shè)備費(fèi)，元；

        i——利率;

        n——設(shè)備使用年限，年。

4.2 運(yùn)行費(fèi)用

1). 耗電量

式中： W_f——送風(fēng)耗電量， kWh；              

        η——送風(fēng)機(jī)效率與電動(dòng)機(jī)效率的乘積；    

        Q——處理風(fēng)量， m³／min；

△P——空氣凈化設(shè)備的壓力損失， mmH₂O；

τ——空氣凈化設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間。

2). 人工費(fèi)

2.1過濾器更換費(fèi)用

過濾器更換周期主要取決于過濾器的壽命，而過濾器終阻力的選擇對(duì)于確定過濾器的壽命是非常重要的，在本論文中取終阻力為初阻力的兩倍。國(guó)內(nèi)一般中效以下過濾器的更換費(fèi)用為10元／臺(tái)，而靜電過濾器的安裝難度和要求比纖維過濾器高很多，故靜電過濾器的安裝費(fèi)用比纖維過濾器高，但是目前國(guó)內(nèi)民用建筑中使用靜電過濾器的還不是很多，靜電過濾器的具體國(guó)內(nèi)安裝費(fèi)用還沒有同一的標(biāo)準(zhǔn)，在新加坡一般的安裝費(fèi)用為 20~30 新幣／臺(tái)，本文中考慮到國(guó)內(nèi)的勞動(dòng)力價(jià)格，把靜電過濾器的安裝費(fèi)用定為新加坡安裝費(fèi)用的一半，即60元／臺(tái)（人民幣)。

額定風(fēng)量下的過濾器壽命：

 式中: m₀ ——過濾器容塵量，g；

      Q_f0——過濾器的額定風(fēng)量，m³／h；

      η­——過濾器計(jì)重效率；

τ——過濾器每天運(yùn)行的時(shí)間，h／天；

      c_l—— 過濾器前空氣的含塵濃度，mg／m³。

2.2 過濾器的清洗費(fèi)用

纖維過濾器的清洗費(fèi)一般為18元／臺(tái)·次，而靜電過濾器的清洗一般通過專用的洗滌劑來清洗，其清洗費(fèi)用也相應(yīng)比纖維過濾器高一點(diǎn)，一般在 25元／臺(tái)·次。

總的人工費(fèi)＝過濾器的更換費(fèi)用＋清洗費(fèi)用

所以設(shè)備的年度經(jīng)費(fèi)＝設(shè)備折舊費(fèi)+耗電量×電價(jià)＋總的人工費(fèi)。

從環(huán)保角度來說， 當(dāng)過濾設(shè)備壽命終止時(shí)的報(bào)廢處理費(fèi)用也應(yīng)當(dāng)列入經(jīng)濟(jì)性分析之內(nèi)，但由于國(guó)內(nèi)在這方面的工作剛剛起步，無法獲得有價(jià)值的具體數(shù)據(jù)，故在本節(jié)過濾器的經(jīng)濟(jì)性分析中未列入設(shè)備的報(bào)廢處理費(fèi)用。

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