無隔板過濾器的(de)過濾效率如何測試?
無隔板過濾器是空氣(qì)淨化係統中常(cháng)用的過濾設備,其工作原理基於(yú)空氣動力學、過濾材料的(de)攔截作用以及結構設計對(duì)氣流的引導,通過多層過濾機製實(shí)現對空氣中顆粒物(wù)的高效捕(bǔ)捉。具體可(kě)從以下幾個方麵詳細理解:
無隔板過濾器的濾料(如玻璃纖維(wéi)、PP 聚丙烯、合成(chéng)纖維等)是實現過(guò)濾的核心,其工(gōng)作依賴於多(duō)種過濾效應的共同作(zuò)用,針對不同粒徑的(de)顆粒物發揮(huī)不同作用:
攔截效應(直接截留)
當空氣中的顆粒(lì)物直(zhí)徑大於(yú)濾料纖維(wéi)之間的間隙時,會被纖(xiān)維直接阻擋,無法通(tōng)過濾料,如(rú)同篩子過濾較(jiào)大顆粒一樣。這種效應主要針對較大粒徑的顆粒物(wù)(通常大於 1μm)。
慣性碰撞效應
空氣中的顆粒(lì)物具(jù)有一定慣性,當氣流繞過濾料纖維時,較大或較重的顆粒因慣(guàn)性無法跟隨氣流轉彎,會撞上纖維表麵並被吸(xī)附。這一效應對中等粒徑顆粒(0.5-1μm)作用顯著,且氣流速度(dù)越(yuè)快,慣性碰撞效果(guǒ)越強。
擴散(sàn)效應(布朗運動)
對於(yú)微小顆粒(通常小於 0.1μm),由於空氣分子的熱運動(dòng),顆粒會做無規則的布朗(lǎng)運動,增(zēng)加了與濾(lǜ)料(liào)纖維接觸的概率,從而被(bèi)纖維(wéi)吸(xī)附。這種效應在低氣流(liú)速度下(xià)更明顯,與(yǔ)慣性碰撞形成互補。
靜電吸附效應(針對帶靜電(diàn)濾料)
部分無隔板過濾器的濾料(如 PP 聚(jù)丙烯纖維)經過特殊處理帶有靜電(diàn),當帶電顆粒物經過時,會被靜電(diàn)引(yǐn)力吸(xī)附(fù)在濾料表麵(miàn);即使是中性(xìng)顆粒,也(yě)可能因(yīn)感應帶電而被吸附,進一(yī)步提升對(duì)微小顆粒的過濾效率。
重力沉降效應
較(jiào)大、較重的顆粒在重力作用下會自然沉降到濾料表麵(miàn),雖然在無(wú)隔板過濾器中不是主要機(jī)製,但對(duì)大顆粒(如 5μm 以上)有輔助過(guò)濾作用。
無隔板(bǎn)過濾器的 “無隔板” 設計(jì)是其區別於有(yǒu)隔板過(guò)濾器的關鍵,這一結構通過熱熔膠分隔濾料,形成密集(jí)的褶皺結(jié)構,間接提升了過濾性能:
增加過濾麵積:濾料被折疊成均(jun1)勻的褶狀,在有限的體積內大幅(fú)增加了與空氣接觸的(de)麵積,既提高了容塵量(延(yán)長使用壽命),又降(jiàng)低了氣流阻力(保證通風效率)。
均勻氣流分(fèn)布:熱熔膠作為分隔物,使每個褶皺之間的間(jiān)距一致,確保氣(qì)流均勻(yún)穿(chuān)過濾料的每一部(bù)分,避免局部氣流過快導(dǎo)致(zhì)的過濾效率下降。
緊湊結構設計:無隔板的特點讓過(guò)濾器體積更小巧,節省安裝(zhuāng)空間,同時減少氣流繞流造(zào)成的能量損失。
空氣進入:含塵空(kōng)氣在(zài)風機作用下進入過(guò)濾器,氣流(liú)通過過濾器的邊框(如鋁框、塑膠框)形成的(de)通道(dào),均勻流(liú)向濾料。
多(duō)層過濾:氣流穿過褶皺狀的濾料時,不同粒徑的顆粒物分別通過(guò)攔(lán)截、慣性碰撞、擴散、靜電吸附等效應(yīng)被濾料捕獲。
潔淨空氣輸出:去(qù)除顆粒物後的潔(jié)淨空氣(qì)從過(guò)濾器另一側排(pái)出,進入(rù)後續的(de)通風(fēng)管道或室內空間。
容塵與阻力變化:隨著(zhe)濾料上積累的灰塵增多,過濾阻力逐漸上升,當阻力達到設定值時,過(guò)濾(lǜ)器需要更換以保證係統正(zhèng)常運行(háng)。
無隔板過濾器的工作原理是 **“材料過(guò)濾機製” 與 “結構優化設計” 的結合 **:濾料通過多(duō)種物理效應捕(bǔ)捉顆粒物(wù),而無隔板的褶皺(zhòu)結構則通過(guò)增加麵積、均勻氣流等方式,在高效過(guò)濾的同時保持低阻力和長壽命,廣(guǎng)泛適(shì)用於潔(jié)淨室、空調係(xì)統、電(diàn)子廠房等對空氣潔淨(jìng)度有要求(qiú)的場(chǎng)景(jǐng)。
無隔板過濾器的過濾效率如何測試?
無隔板過濾器的過濾效率測試是評估其性能的關鍵(jiàn)環節,需通過標準化方法模(mó)擬實際工況,測量其對(duì)特定粒徑顆粒物的截留能力。以下從測試標準、核心參數、測試流程及常見方法分類四個方麵詳細說明:
不同國家和地區有明確的測試(shì)標準,確(què)保結果的規範性和可比(bǐ)性,常見包括:
中國標準:GB/T 13554-2020《高(gāo)效空氣過濾器(qì)》(涵蓋無隔板過濾器,適(shì)用於粒徑≥0.3μm 的測試)。
國際標準:
ISO 16890《空氣過濾器 用於一般通風的過濾性能測定》(按顆粒物粒徑分為 ePM1、ePM2.5、ePM10 三個(gè)等級)。
EN 1822《高效空氣過濾器(HEPA)和超高效空氣過濾器(ULPA)》(針對高效 / 超高(gāo)效無隔板過濾器,采(cǎi)用 0.1-0.3μm 粒徑測試(shì))。
ASHRAE 52.2《一般通風(fēng)用(yòng)空氣過濾器性能試驗方法》(美國標準,按 MPPS(最易穿透粒徑)測試效率)。
測試粒徑:根據過濾器等級選擇,中效(xiào)無隔板過濾器常測試 0.5μm 或 1.0μm 顆粒物;高效無隔板(bǎn)過濾器重(chóng)點測試 0.3μm 或 0.1-0.3μm 粒徑(最易穿透(tòu)粒徑,即 MPPS)。
挑戰粒子:
人工氣溶膠:如氯化鈉(NaCl,用於 0.3μm 左右測試)、DOP(鄰苯二甲酸二辛酯,油霧(wù),粒徑 0.3μm)、DEHS(癸二酸二(èr)辛酯,替代 DOP 的環保油霧)、炭黑或(huò)滑石粉(用於較大粒徑測試)。
環境空氣:部分標準允許用自(zì)然大氣中的顆粒物(wù)作為挑戰源,通過計數器直接測量前後濃度差。
效率計算:
過濾效率 =(上(shàng)遊(yóu)顆粒物濃度 - 下(xià)遊(yóu)顆粒物濃度)/ 上遊顆粒物濃度(dù) × 100%
(注:“上遊(yóu)” 指過濾器入口側,“下遊” 指出口側)。
預(yù)處理(lǐ):
過濾器需在規定溫濕度環(huán)境(如 23℃±2℃,相對濕度(dù) 50%±5%)中放置(zhì)至少(shǎo) 24 小(xiǎo)時,避免環境(jìng)因素影響測試結(jié)果。
安裝與密封:
將過濾器安裝在專用(yòng)測試(shì)風洞的測(cè)試段,確保邊框與風洞之間(jiān)無泄漏(可通過塗密封膠或矽膠墊(diàn)密封),防止未經過濾(lǜ)的空氣直接(jiē)進入下遊,導致結果失真。
氣流調節:
按標準設定測試風速(通常為 0.3-1.5m/s,根據過濾器額定風量調整),保證氣流穩定(dìng)且(qiě)均勻穿過濾料。
氣溶膠發生與采(cǎi)樣:
上(shàng)遊(yóu):在過濾器入口前釋放穩定濃度的(de)人工氣(qì)溶膠,用采樣器(如光學粒子計數器、光度計)測量顆粒物濃度(C1)。
下遊:在過濾器出口(kǒu)側(cè)相同(tóng)位置采樣,測量(liàng)經(jīng)過濾後的濃度(C2)。
(注:需多次(cì)采樣取平均值,減少誤差)。
泄漏檢測(針對高效過濾器):
若為高(gāo)效無隔板過濾器(如 HEPA),需用掃描法檢測濾料表麵及邊框(kuàng)密封處是否泄(xiè)漏:用探頭沿濾料表麵和接縫處移動,若下遊局部濃度突然升高(超過規定值,如≥0.01% 上遊濃度),則判定為泄漏。
效率計算與等級判定:
根據 C1 和 C2 計算效率,對照(zhào)標準(zhǔn)判定(dìng)過濾器所屬等級(如中效的 F5-F9 級,高效的 H10-H14 級等)。
按測量原(yuán)理不同,主要分(fèn)為兩類:
粒子計數法(fǎ)
原理:用(yòng)光學粒子計數器(OPC)精確計數上遊和下(xià)遊(yóu)空氣中特定粒徑(如 0.3μm、0.5μm)的(de)粒子數量,計算效率。
優勢:可區分不同(tóng)粒徑的過濾效率,適用(yòng)於高精度(dù)測試(如高效過濾器 MPPS 測試)。
標(biāo)準依據:ISO 16890、EN 1822、GB/T 13554。
光度計法(濁度法)
原理:通過光度計(jì)測量上遊和(hé)下遊(yóu)氣溶膠的光散射強(qiáng)度(與顆粒物濃度成正(zhèng)比),計(jì)算透過率(下遊 / 上遊),再轉換為效率。
優勢(shì):測試速度(dù)快,適用於批量生產中的快速檢測(如中(zhōng)效過濾器)。
局限(xiàn):無法區分粒徑,僅反映整體(tǐ)濃度變化。
標準(zhǔn)依據:ASHRAE 52.2、GB/T 14295(中效過濾器測試(shì))。
無隔(gé)板過濾器的過濾效(xiào)率測試需依托標準化方法,通過(guò)控製氣流、氣溶膠(jiāo)類型和采樣精度,結合粒子計(jì)數法或光(guāng)度計法,精準評估其對特定粒徑顆粒物(wù)的截(jié)留能力。測試結果直接決定過濾器(qì)的應用場景(如(rú)潔淨室、空(kōng)調係(xì)統等),因此必須嚴格遵循相關(guān)標準,確保數據的可靠性(xìng)。