于 騰 胡曉微

(天津商業(yè)大學(xué) 天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134)

空氣過(guò)濾器的分類(lèi)及特性指標(biāo)

于 騰 胡曉微

(天津商業(yè)大學(xué) 天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134)

介紹了空氣過(guò)濾器主要的分類(lèi)方式及其內(nèi)容，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中常用的粗、中、高空氣過(guò)濾器進(jìn)行了分類(lèi)比較，并對(duì)不同材質(zhì)、用途、結(jié)構(gòu)形式的過(guò)濾器進(jìn)行了說(shuō)明，最后概述了過(guò)濾器的特性指標(biāo)，進(jìn)而可以針對(duì)不同場(chǎng)合選用不同特點(diǎn)的過(guò)濾器。

空氣過(guò)濾器，分類(lèi)，特性指標(biāo)，作用

0 引言

隨著空氣污染的日益嚴(yán)重和人們對(duì)空氣污染危害的認(rèn)知，空氣質(zhì)量品質(zhì)已成為全世界關(guān)注的問(wèn)題。人們漸漸認(rèn)識(shí)到空氣過(guò)濾系統(tǒng)不僅僅要保護(hù)機(jī)械設(shè)備，更需要保護(hù)人。所以，空氣過(guò)濾器應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，例如像住宅樓，商業(yè)辦公樓，工業(yè)建筑等內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)都需要空氣過(guò)濾。還有些現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的加工生產(chǎn)，一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究，都會(huì)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)要求越來(lái)越高，例如醫(yī)療、生物、化工、微電子、食品加工等行業(yè)都要求有高質(zhì)量、高純度和高可靠性的室內(nèi)環(huán)境[1]。不同領(lǐng)域?qū)?yīng)著不同級(jí)別空氣過(guò)濾器，因此，需要把過(guò)濾器的分類(lèi)方法區(qū)分開(kāi)來(lái)，以便更好的為這些行業(yè)服務(wù)。

1 空氣過(guò)濾器的主要分類(lèi)方式

1.1 按過(guò)濾器效率分類(lèi)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14295—93空氣過(guò)濾器和GB 13554—92高效空氣過(guò)濾器的規(guī)定，按過(guò)濾器的性能可分為粗效過(guò)濾器、中效過(guò)濾器、高中效過(guò)濾器、亞高效過(guò)濾器和高效過(guò)濾器。在空氣過(guò)濾凈化系統(tǒng)中，常采用粗(初)效過(guò)濾器、中效過(guò)濾器、高效過(guò)濾器(或亞高效過(guò)濾器)組成的三級(jí)過(guò)濾方式。

粗效過(guò)濾器：又叫初效過(guò)濾器，主要用于新風(fēng)進(jìn)入機(jī)組時(shí)候的過(guò)濾，可以處理10 μm以上的微粒和異物進(jìn)入空調(diào)機(jī)組。

中效過(guò)濾器：能處理1 μm～10 μm的懸浮性微粒，起到保護(hù)高效過(guò)濾器的作用。

高效過(guò)濾器(亞高效過(guò)濾器)：處理粗、中效過(guò)濾器不能或很難除去的1 μm以下的微粒，以此來(lái)控制送風(fēng)系統(tǒng)最后的部位。

粗、中、高三類(lèi)空氣過(guò)濾器分類(lèi)見(jiàn)表1。

表1 粗、中、高三類(lèi)空氣過(guò)濾器分類(lèi)

1.2 按過(guò)濾器材質(zhì)分類(lèi)

空氣過(guò)濾器按照材質(zhì)大致可分為以下幾種：PTFE過(guò)濾器、玻璃纖維過(guò)濾器、靜電過(guò)濾器、活性炭纖維過(guò)濾器。PTFE過(guò)濾器：過(guò)濾器的主要材料是聚四氟乙烯，這種材質(zhì)有廣泛的生物安全性、化學(xué)適用性及熱原控獨(dú)特的親水性和疏水性。其過(guò)濾的截留率高、有極好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)耐受性，而且強(qiáng)度好，有耐正向和反向壓力的沖擊。玻璃纖維過(guò)濾器：采用玻纖濾紙為材料，這種材料的優(yōu)點(diǎn)是種類(lèi)多、絕緣性好、強(qiáng)度高、耐熱性好、抗腐蝕性強(qiáng)，缺點(diǎn)是材質(zhì)性脆，不耐磨。靜電過(guò)濾器：利用高壓靜電場(chǎng)使微粒荷電，然后被集塵板捕集的空氣過(guò)濾器。靜電過(guò)濾器是在工業(yè)靜電除塵器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的室內(nèi)空氣凈化設(shè)備，現(xiàn)已被大量應(yīng)用于各種室內(nèi)場(chǎng)合，特別是在管道式空調(diào)與新風(fēng)凈化系統(tǒng)中成為最常用的空氣凈化設(shè)備之一[2]。活性炭纖維過(guò)濾器：材料內(nèi)部具有強(qiáng)大的疏松多孔結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的吸附性，對(duì)空氣中有毒有害有異味的氣體和細(xì)菌具有很好的吸附和殺除性能。同時(shí)耐熱、耐酸堿。

1.3 按過(guò)濾器的用途分類(lèi)

每種過(guò)濾器都具有一定的功能，其功能決定了它的用途和使用范圍。因此，對(duì)其正確選用并合理使用，它們就會(huì)充分發(fā)揮功能，下面是其主要用途的分類(lèi)：

新風(fēng)處理用過(guò)濾器：用于潔凈空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)即室外新鮮空氣的處理，一般為粗效或中效過(guò)濾。若產(chǎn)品生產(chǎn)要求去除化學(xué)污染物時(shí)，還須設(shè)化學(xué)過(guò)濾器。

室內(nèi)送風(fēng)用過(guò)濾器:通常用于潔凈空調(diào)系統(tǒng)的末端過(guò)濾，一般為高效或亞高效過(guò)濾。

化學(xué)過(guò)濾器：當(dāng)產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)環(huán)境有更為嚴(yán)格的要求，或生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生化學(xué)污染物時(shí)，僅僅采用“三級(jí)過(guò)濾”的空氣凈化處理已不能滿足需要，因此應(yīng)在凈化系統(tǒng)中增加化學(xué)過(guò)濾器。

排氣用過(guò)濾器：為防止?jié)崈羰覂?nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物(包括各種有害物質(zhì)、細(xì)菌、病毒等)對(duì)大氣的污染，常常在潔凈室的排氣管道上設(shè)置排氣過(guò)濾器，使排氣經(jīng)過(guò)濾處理達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。一般采用高效或高效+化學(xué)過(guò)濾器的過(guò)濾方法。

制造設(shè)備內(nèi)裝過(guò)濾器：指與產(chǎn)品制造設(shè)備組合成一體的空氣過(guò)濾器，通常采用HEPA，ULPA，或HEPA+化學(xué)過(guò)濾器，ULPA+化學(xué)過(guò)濾器等過(guò)濾方法。

潔凈室設(shè)備內(nèi)裝過(guò)濾器：指潔凈室內(nèi)通過(guò)內(nèi)循環(huán)方式達(dá)到所需的空氣潔凈度使用的空氣過(guò)濾器，一般采用高效或亞高效過(guò)濾器，必要時(shí)可增加化學(xué)過(guò)濾器。

1.4 按過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)

平板式過(guò)濾器：平板過(guò)濾器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，是用于空調(diào)系統(tǒng)預(yù)過(guò)濾器和凈化要求不高的舒適性空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)備。主要用于過(guò)濾5 μm以上塵埃粒子。外框材料有鋁框、鍍鋅鐵框等，濾料有無(wú)紡布、尼龍網(wǎng)等。常用于初級(jí)過(guò)濾或者一級(jí)過(guò)濾。

折疊板式過(guò)濾器：其初阻力低，過(guò)濾面積大，容塵量高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。捕捉10 μm以上的顆粒塵埃及大體積雜物。主要用于粗塵過(guò)濾，空氣過(guò)濾系統(tǒng)預(yù)過(guò)濾，主要框架同平板式過(guò)濾器。

袋式過(guò)濾器：是一種結(jié)構(gòu)新穎、體積小、操作簡(jiǎn)便靈活、高效節(jié)能、密閉工作、適用性強(qiáng)的多用途過(guò)濾設(shè)備。袋式過(guò)濾器是一種新型的過(guò)濾系統(tǒng)，其內(nèi)部由金屬網(wǎng)籃支撐濾袋，氣體由入口流進(jìn)，經(jīng)濾袋過(guò)濾后從出口流出，雜質(zhì)攔截在濾袋中，更換濾袋后可繼續(xù)使用。袋式過(guò)濾可承載更大的工作壓力，壓損小，體積小，處理量和容污量大。

有隔板折疊型過(guò)濾器：采用超細(xì)玻璃纖維濾紙作濾材，以膠板紙、鋁箔板等材料折疊為分隔，新型聚氨酯密封膠密封，外框多為鍍鋅板、鋁合金板、不銹鋼板。主要用于過(guò)濾0.3 μm以下的懸浮顆粒，安裝在各類(lèi)過(guò)濾系統(tǒng)的末端。

無(wú)隔板高效過(guò)濾器：其材料和外框材料同有隔板折疊型過(guò)濾器，主要制作成立方體形結(jié)構(gòu)。

2 過(guò)濾器的特性指標(biāo)

過(guò)濾器的特性指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)：效率、阻力、面速和濾速、容塵量。除此之外，還有一些其他特性指標(biāo)，如穿透率、凈化系數(shù)等。這些指標(biāo)主要和濾料以及過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

效率：是指被過(guò)濾器除去的大氣塵含量與過(guò)濾器進(jìn)口時(shí)大氣塵含量比值的百分?jǐn)?shù)。表示方法有計(jì)數(shù)效率、計(jì)重效率。

阻力：阻力包括兩部分，一是濾料阻力，二是過(guò)濾器結(jié)構(gòu)阻力。過(guò)濾器的阻力占空調(diào)凈化系統(tǒng)總阻力中很大一部分，嚴(yán)重影響著能耗，隨著過(guò)濾器的使用，阻力會(huì)逐漸變大。把沒(méi)有積塵時(shí)的阻力叫做初阻力，需要更換時(shí)的阻力叫做終阻力，一般取終阻力為初阻力的兩倍。

面速、濾速：面速是過(guò)濾器斷面上氣流速度，它能反映過(guò)濾器安裝面積和通過(guò)能力。濾速是濾料面積上通過(guò)的氣流速度，它能反映濾料過(guò)濾性能和通過(guò)能力。

容塵量：在額定風(fēng)量下，過(guò)濾器的阻力達(dá)到終阻力時(shí)，其所容納的塵?？傎|(zhì)量稱(chēng)為該過(guò)濾器的容塵量。由于濾料的性質(zhì)不同，粒子的組成、粒徑、形狀、密度、濃度及粘滯性的不同，因此容塵量會(huì)有較大的變化范圍。一般取過(guò)濾器終阻力為初阻力兩倍時(shí)的沉積灰塵的重量，作為該過(guò)濾器的容塵量。

穿透率：空氣穿過(guò)過(guò)濾器后，仍有沒(méi)濾掉的微粒，這時(shí)用穿透率來(lái)表示這種穿過(guò)的程度[3]，用K(%)表示：

K=(1-η)×100%。

凈化系數(shù)：凈化系數(shù)(KC)用穿透率的倒數(shù)表示。表示通過(guò)過(guò)濾器后微粒降低的程度，也是衡量過(guò)濾器質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)空氣品質(zhì)要求越來(lái)越嚴(yán)格，這種需要必然會(huì)激起過(guò)濾器市場(chǎng)的發(fā)展。而不同的環(huán)境，需要不同種類(lèi)和形式的空氣過(guò)濾器，這就對(duì)過(guò)濾器的性能提出越來(lái)越高的要求。因此如何制造出滿足消費(fèi)者需求的空氣過(guò)濾器也成為廠家迫切需要解決的問(wèn)題之一[4]。相信隨著過(guò)濾器的發(fā)展，室內(nèi)空氣污染問(wèn)題會(huì)得到有效的解決，為人類(lèi)營(yíng)造一個(gè)滿意的人工環(huán)境。

[1] 劉來(lái)紅，王世宏.空氣過(guò)濾器的發(fā)展及其應(yīng)用[J].過(guò)濾與分離,2000,10(4):8-10.

[2] 吳吉祥.中央空調(diào)空氣凈化消毒知識(shí)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008：148.

[3] GB/T 6165—1985，高效空氣過(guò)濾器性能試驗(yàn)方法透過(guò)率和阻力[S].

[4] C.N.戴維斯.空氣過(guò)濾器[M].黃日廣,譯.北京:原子能出版社,1979.

On classification of air filters and its feature indexes

Yu Teng Hu Xiaowei

(KeyLabforRefrigerationTechniqueinTianjin,TianjinUniversityofCommerce,Tianjin300134,China)

The paper introduces the main classification approaches and main content of the air filters, classifies and compares the thick, medium and tall air filters used commonly in air-conditioner systems, indicates the filters with different materials, usages and structural forms, surveys their featured indexes, and points out the selection of the air filters on different occasions.

air filter, classification, feature index, role

2015-08-24

于 騰(1990- )，男，在讀碩士； 胡曉微(1969- )，女，碩士生導(dǎo)師，副教授

1009-6825(2015)31-0137-03

TU831.5

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