摘要：本文介紹在國內*空調領域設計中， 過濾器應用于*空調末端設備時的選擇，主要由潔凈設計規范、過濾機理及過濾器規格等方面進行闡述，適用于工程項目設計者、施工者及使用者合理選擇、維護及更換過濾裝置。

關鍵詞：空調機組過濾效率 使用壽命

　　1、引言

　　目前較多工程項目*空調的空氣處理機組在使用中很短時間內就需更換過濾器，大大增加了用戶運行成本，同時造成原材料的浪費。因此需要設計者，工程承包者了解過濾器性能為過濾器的合理選擇成為發展的趨勢。

　　2、過濾器

　　2.1過濾機理

　　撞上→粘住

　　空氣中的塵埃粒子，或隨氣流慣性運動，或作無規則運動，或受某種場力的作用而移動。當運動中的粒子撞到障礙物時，粒子與障礙物表面間的引力使它粘在障礙物上。

　　纖維過濾材料

　　過濾材料應能：既有效地攔截塵埃粒子，又不對氣流形成過大的阻力。非織造纖維材料和特制的紙張符合這一要求。雜亂交織的纖維形成對粒子的無數道屏障，纖維間寬闊的空間允許氣流通過。 

　    慣性原理

　　大粒子在氣流中作慣性運動。氣流遇障繞行，粒子因慣性偏離氣流方向并撞到障礙物上。粒子越大，慣性力越強，撞擊障礙物的可能性越大，因此過濾效果越好。

　　擴散原理

　　小粒子作無規則運動。對無規則運動作數學處理時使用傳質學中“擴散”理論，所以有擴散原理一說。粒子越小，無規則運動越劇烈，撞擊障礙物的機會越多，因此過濾效果越好。

　　效率隨塵粒大小而異

　　過濾器捕集粉塵的量與未過濾空氣中的粉塵量之比為“過濾效率”。小于0.1μm（微米）的粒子主要作擴散運動，粒子越小，效率越高；大于0.5μm的粒子主要作慣性運動，粒子越大，效率越高。在0.1μm與0.5μm之間，效率有一處zui低點。

　　阻力

　　纖維使氣流繞行，產生微小阻力。無數纖維的阻力之和就是過濾器的阻力。

　　過濾器阻力隨氣流量的增加而提高，通過增大過濾材料面積，可以降低穿過濾料的相對風速，以減小過濾器阻力。

　　過濾器對氣流形成阻力。過濾器積灰，阻力增加，當阻力增大到某一規定值時，過濾器報廢。新過濾器的阻力稱“初阻力”；對應過濾器報廢時的阻力值稱“終阻力”。終阻力的選擇直接關系到過濾器的使用壽命、系統風量變化范圍、系統能耗。大多數情況下，終阻力是初阻力的2～4倍。

    　終阻力建議值

　　過濾器越臟，阻力增長越快。過高的終阻力值并不意味著過濾器的使用壽命會明顯延長，但它會使空調系統風量銳減。因此，沒有必要將終阻力值定得過高。

　　低效率過濾器常使用直徑≥10mm的粗纖維濾料。由于纖維間空隙大，過大的阻力有可能將過濾器上的積灰吹散，此時，阻力不再增高，但過濾效率降為零。因此，要嚴格限制G4以下過濾器的終阻力值。

　　每個過濾段都應安裝阻力監測裝置。終阻力要靠儀表來判定，不能僅憑操作者的感覺。

　　動態性能

　　被捕捉的粉塵對氣流產生附加阻力，于是，使用中過濾器的阻力逐漸增加。被捕捉到的粉塵形成新的障礙物，于是，過濾效率略有改善。 

　　被捕捉的粉塵大都聚集在過濾材料的迎風面上，濾料面積越大，能容納粉塵越多，過濾壽命越長。

　　過濾器報廢 

　　濾料上積塵越多，阻力越大。當阻力達到設計所不允許的程度時，過濾器的壽命就終止了。有時，過大的阻力會使過濾器上已捕捉到的灰塵飛散，出現此情況，過濾器需要報廢。

　　2.2過濾規格　　

　　3、潔凈設計規范

　　3.1潔凈等級

　　1963年，美國潔凈室標準FED-STD-209中，按每立方英尺中≥0.5mm粉塵數量的zui高允許濃度，將潔凈室分成若干等級，如100級、10,000級、100,000級。世界上許多國家都加以效仿。

　　1999年，標準化組織ISO頒布了一項標準《ISO14644-1 潔凈室與受控潔凈環境》*部分：空氣潔凈度分級。標準中采用了新的分級。

　　2001年，中國新頒布的潔凈室設計標準中采用了ISO分級。

　　ISO潔凈度等級以及與傳統分級的對應關系

　　電子工業和制藥業是與潔凈室關系zui密切的兩個行業。ISO標準一出現，電子行業立刻改用ISO標準定義的潔凈室級別，而制藥業目前仍沿用老的潔凈級別規定。中國1998年版GMP規范中比前一版增加了個30萬級。

 　   中國GMP規定的潔凈度

　　3.2凈化處理

　　對于有潔凈等級要求的空調機組空氣過濾器的選用布置和安裝方式，應符合下列要求：

　　1、初效空氣過濾器不應選用浸油式過濾器。

　　2、中效空氣過濾器宜集中設置在凈化空氣調節系統的正壓段。

　　3、空氣過濾器或亞空氣過濾器宜設置在凈化空氣調節系統末端。

　　4、中效、亞、空氣過濾器宜按額定風量選用。

　　5、阻力、效率相近的空氣過濾器宜設置在同一潔凈室內。

　　6、空氣過濾器安裝方式應簡便可靠，易于檢漏和更換。

　　７、過濾器合理選擇

　　一般情況下，zui末一級過濾器決定空氣凈化的程度，上游的各級過濾器只起保護作用，它保護下風端過濾器以延長其使用壽命，或保護空調系統以確保其正常工作。

　　空調設計中，應首先根據用戶的潔凈要求確定zui末一級過濾器的效率，然后，選擇起保護作用的過濾器，如果這級過濾器亦需保護，再在它的上風端增設過濾器。起保護作用的過濾器統稱“預過濾器”。

　　應妥善匹配各級過濾器的效率。若相鄰兩級過濾器的效率規格相差太大，則前一級起不到保護后一級的作用；若兩級相差不大，則后一級負擔太小。

　　潔凈室末端過濾器的使用壽命應為5～15年，影響使用壽命的zui主要因素是預過濾器的優劣。
　　當使用“G～F～H～U”效率規格分類時，可方便地估計所需各級過濾器的效率。在G2～H12中，每隔2～4檔設置一級過濾器。例如：G4→F7→H10，其中，末端H10（亞）過濾器決定送風的潔凈水平，F7保護H10，G4保護F7。潔凈室末端（HEPA）過濾器前要有效率規格不低于F8的過濾器來保護；超（ULPA）過濾器前可選用F9～H11的過濾器。*空調本身應有效率規格不低于F5的過濾器來保護。
　　在無風沙、低污染地區，F7過濾器前可不設預過濾器；在城市*空調系統中，G3～F6是常見的初級過濾器。

　　究竟應設什么效率級別的預過濾器來保護后一級過濾器，這需要設計師和現場工程師將使用環境、備件費用、運行能耗、維護費用等因素綜合考慮后決定。
　　過濾器的使用壽命同時還取決于過濾面積和過濾材料的選擇。過濾器中濾材的展開面積經常是過濾器迎風面的數倍、數十倍，有時達到一百倍。過濾面積大，能容納的粉塵就多，過濾器的使用壽命就長。過濾面積大，氣流穿過材料的速度就低，過濾器的阻力就小。增加過濾面積是延長過濾器使用壽命的zui有效手段。
　　經驗表明，對于同種結構、同樣濾材的過濾器，當終阻力確定時，過濾面積增加50%,過濾器的使用壽命會延長70%～80%；面積增加一倍，過濾器的使用壽命約是原來的三倍。
　　使用壽命的延長還意味著維護人工費用的減少和風險的減少。此外，過濾面積增大后初阻力會降低，空調系統的能耗費用也會少些。對zui終用戶來說，選用過濾面積大的過濾器肯定合算。
　　一般通風與潔凈室用的大多數過濾器是一次性的，它們或無法清洗，或從經濟角度上考慮不值得清洗。效率高的過濾器，使用場合都很講究，過濾器即使洗不壞，也別去洗，除非有把握*清洗干凈、清洗后性能不改變，而且有試驗手段來證明這一點。
　　傳統上有的清洗+方法是用水沖加手搓，所以可清洗過濾器的濾材要結實，如制造G2～G4效率過濾器的粗纖維材料，當然，你還要判斷過濾器輔助材料是否抗水。F6以上效率通風過濾器的過濾材料，其纖維一般在∮0.5～∮5µm之間，它不結實，經不住揉搓，因此，F6以上的過濾器大都是一次性的。實際上，你一看材料，就能判斷出它是否能清洗。
　　發達國家的用戶很少去清洗過濾器，盡管有些原則上是可以清洗的，這是由于清洗過濾器的勞動強度大、勞務費用高，而過濾價格又相對低廉。

　　４、空調廠家過濾器配置

　　國內空調廠家一般根據潔凈等級進行過濾器的選型配置：

　　100級凈化：板式G4（F5）+袋式F7（F8）+袋式F9+板式H13+（風道末端FFU過濾單元）；

　　1000級凈化：板式G4（F5）+袋式F7（F8）+袋式F9+板式H11+（風道末端FFU過濾單元）；　　

        10000級凈化：板式G4（F5）+袋式F7（F8）+袋式F9+板式H11； 

　　100000級凈化：板式G3～F5+袋式F7（F8）+袋式F9；

　　300000級凈化：板式G3～F5+袋式F6～F8；

　　舒適性空調：板式G2～F5。 

　　同時根據某些工藝要求，在空調機組內部設置紫外線殺菌燈、活性炭過濾除臭、臭氧發生器等裝置。

　　小結：掌握過濾器過濾原理，潔凈規范，正確的選擇過濾器，可以減少運行時反復更換過濾器的費用，過濾器的合理配置使機內阻力減少，從而電機功率減小，則控制造價和運行費用都會大大減少。因此在現代建筑節能要求下，應用于*空調機組中的過濾器選擇尤為重要。

來源：中國過濾網