大氣塵計數(shù)法

大氣塵計數(shù)法
⑴ 中國對一般用通風(fēng)過濾器的效率分級是建立在大氣塵計數(shù)法基礎(chǔ)上的，中國的計數(shù)法標(biāo)準(zhǔn)早于歐美，但應(yīng)為它是建立在20 世紀(jì)80 年代國產(chǎn)計數(shù)器和相應(yīng)測量水平面上，所以方法比較粗糙。
⑵ 塵源為大氣中的“大氣塵”。
⑶ 測量粉塵顆粒數(shù)的儀器為普通光學(xué)或激光粒子計數(shù)器。

⑷ 大氣塵計數(shù)法的效率值只代表新過濾器的初始效率。

⑸ 標(biāo)準(zhǔn): GB 12218 - 1989。
3.4 計數(shù)法Particle Efficiency
⑴ 試驗臺和發(fā)塵用的高濃度試驗粉塵與計重法和比色法所用的類似。
⑵ 粉塵的“量”是微小粒徑段顆粒物的個數(shù)，測量粉塵顆粒數(shù)的儀器為激光粒子計數(shù)器。
⑶ 試驗過程中，在每次發(fā)塵試驗的之前和之后，進(jìn)行計數(shù)測量，并計算對各種粒徑顆粒的過濾效率。當(dāng)達(dá)到終止試驗的條件時停止試驗，過濾器的典型效率值是在規(guī)定粒徑范圍內(nèi)，各個階段瞬時效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。
⑷ 計數(shù)效率不再是單一數(shù)據(jù)，而是一條沿不同粒徑的過濾效率曲線。歐洲的試驗表明， 當(dāng)試驗的終阻力為450Pa 時，0.4μm處的計數(shù)效率值與傳統(tǒng)比色法的效率值接近。
⑸ 歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，計數(shù)測量時使用特定的多分散用液滴，如用Laskin 噴管吹出的DENS 噴霧,或使用聚苯乙烯乳膠球(Latex)。*
*聚苯乙烯乳膠球(Latex)經(jīng)常用作標(biāo)定粒子計數(shù)器的標(biāo)準(zhǔn)粒子。
⑹ 美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，計數(shù)測量使用漂白粉。針對不同擋次的過濾器測量不同粒徑范圍的效率值，其試驗終阻力也因效率檔次不同而不同。
⑺ 完整的計數(shù)效率測試是破壞性試驗，不能用于產(chǎn)品的日常檢驗，制造廠可省去發(fā)塵過程，僅測量過濾器的初始計數(shù)效率。

⑻ 計數(shù)法試驗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

美國標(biāo)準(zhǔn): ASHRAE 52.2 - 1999歐洲標(biāo)準(zhǔn): PREN 779(CEN 草案，1999 年，該標(biāo)準(zhǔn)將取代EN779:1993 年規(guī)定的比色法)。
⑼ 比色法曾經(jīng)是國外通行的試驗方法，這種方法正逐漸被計數(shù)法所取代。
3.5 油霧法Oil Mist
⑴ 油霧法曾在前蘇聯(lián)、聯(lián)邦德國和中國通用，現(xiàn)國外已經(jīng)停止使用，中國也祗有部份濾材生產(chǎn)廠使用。
⑵ 塵源為油霧，德國規(guī)定用石蠟油，油霧粒徑0.3μm - 0.5μm。中國標(biāo)準(zhǔn)對油的種類未做具體規(guī)定，祗規(guī)定油霧平均直徑為0.28μm - 0.34μm， “量”是微小粒徑段顆粒物的個數(shù)，測量粉塵顆粒數(shù)的儀器為激光粒子計數(shù)器。
⑶ 試驗過程中，測試的“量”為含油霧空氣的濁度，測試儀器為濁度計，以氣樣的濁度差別來判定過濾器(或過濾材料)對油霧顆粒的過濾效率。
⑷ 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn): 中國標(biāo)準(zhǔn): GB 6165 – 85德國標(biāo)準(zhǔn): DIN 24184 – 1990。
3.6 鈉焰法Sodium Flame
⑴ 鈉焰法起源于英國，20 世紀(jì)70 至90 年代在歐洲部份國家通行，隨著掃描法的普及， 國際上已經(jīng)不再使用鈉焰法，現(xiàn)中國仍有相當(dāng)一部份高效過濾器的生產(chǎn)廠家在使用鈉焰法。
⑵ 塵源單分散相氯化鈉(Nacl)鹽霧，測試的“量”為含鹽霧時氫氣火焰的亮度，主要儀器為光度計。
⑶ 氯化鈉溶液霧化后的氣溶膠其粒徑在0.2μm - 2.0μm，中值粒徑約為0.6μm，對國內(nèi)現(xiàn)有裝置的實測結(jié)果為0.50μm。
⑷ 測試過程中，鹽水在壓縮空氣的攪動下飛濺，經(jīng)干燥形成的微小測試鹽霧進(jìn)入風(fēng)道， 在過濾器前后分別采樣，含鹽霧的氣樣使氫氣火焰的顏色變藍(lán)，亮度增加，以火焰亮度來判斷空氣的鹽霧濃度，并以此來確定過濾器對鹽堿的過濾效率。
⑸ 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn): 中國標(biāo)準(zhǔn): GB 6165 – 85英國標(biāo)準(zhǔn): BS 3928 – 1969歐洲標(biāo)準(zhǔn): EuroventS 4/4。
3.7 DOP 法 Dioctyl Phthalate
⑴ DOP 的中文譯名為，是塑料工業(yè)一種常用的增塑劑，也是一種常見的清洗劑，用0.3μm 的DOP 液滴做塵源測試高效過濾器過濾效率的方法稱為DOP 法，得出的過濾效率稱為DOP 效率，這種測試方法起源于美國，在國際上通行，中國從未實行過。
⑵ 將DOP 液體加熱成蒸汽，蒸氣在特定條件下冷凝成微小液滴，去掉過大和過小的液滴后留下0.3μm*的作為塵源，這種方法也稱為“熱DOP法”。
*規(guī)定使用0.3μm 塵粒因為早期人們認(rèn)為過濾器對0.3μm 的粉塵難過濾。
⑶ DOP 液體用壓縮空氣鼓氣泡，通過Laskin 噴管飛濺產(chǎn)生霧態(tài)人工塵的稱為“冷DOP 法”，冷DOP 法產(chǎn)生的是多分散項DOP 粉塵，粒徑在0.1μm - 1.0μm，≥0.35μm 的占90%以上，在對通風(fēng)過濾器測試和對過濾器進(jìn)行掃描測試時，人們經(jīng)常使用冷DOP 法。
⑷ 利用多分散的DOP 測得的過濾器效率比用單分散的為高，兩者現(xiàn)尚無轉(zhuǎn)換關(guān)系可循。
⑸ 霧狀DOP 0.3μm 微小液滴進(jìn)入風(fēng)道，測量過濾器前后氣樣的濁度，可確定過濾器對0.3μm 粉塵的過濾效率。
⑹ DOP 用于高效過濾器的測試已經(jīng)有近40 年的歷史，近幾年來懷疑其所含環(huán)苯是致癌物質(zhì)，現(xiàn)改用單分散的DOS DEHS，這些物質(zhì)對IC 及盤片驅(qū)動器的生產(chǎn)有害，因此現(xiàn)常用粒徑在0.1μm - 1.0μm 的單分散聚苯乙烯乳膠球(SPLS)。
⑺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn): 美國軍用標(biāo)準(zhǔn): MIL - STD - 282。
3.8 計數(shù)掃描法(MPPS 法) Most Penetratiable Particulate Size
⑴ 目前國際上高效過濾器的主流試驗方法。
⑵ 用計數(shù)器對過濾器的整個出風(fēng)面進(jìn)行連續(xù)掃描檢驗，計數(shù)器給出每一點粉塵的個數(shù)和粒徑，這種方法不僅能測量過濾器的平均效率，還可以比較各點的局部效率。
⑶ MPPS 法顧名思義是要測量出容易穿透的粉塵粒徑的過濾效率，歐洲人的經(jīng)驗表明，容易穿透的粉塵粒徑在0.1μm - 0.25μm 之間的某一點，美國標(biāo)準(zhǔn)干脆規(guī)定只測量0.1μm - 0.2μm 區(qū)間。
⑷ 試驗中使用的塵源是Laskin 噴管產(chǎn)生的多分散相DOP 液滴，或確定粒徑的固體粉塵。
⑸ 若測試中使用的是凝結(jié)核計數(shù)器，則必須采用粒徑已知的單分散相試驗粉塵。
⑹ MPPS 法是測試高效過濾器嚴(yán)格的方法，用這種方法替代其他各種傳統(tǒng)的測試方法是必然的趨勢。

⑺ 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn): 美國標(biāo)準(zhǔn): IES - RP – CC007.1 - 1992歐洲標(biāo)準(zhǔn): EN 1882.1 – 1882.5 – 1998 - 2000。

3.9 光度計掃描
⑴ 光度計掃描檢漏的方法沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)可依。
⑵ 用光度計對過濾器的整個出風(fēng)面進(jìn)行掃描檢漏，這種掃描方法能快速、準(zhǔn)確地找到過濾器的漏點，由于塵源一般為多分散相，光度計本身又不能確定粉塵粒徑，所以這種掃描法給出的“過濾效率”沒有什么實際意義。
⑶ 光度計掃描法對生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制很有效，所用的測試設(shè)備又比較簡單，有些生產(chǎn)廠認(rèn)為只要對濾料的品質(zhì)和規(guī)格嚴(yán)格控制，過濾器的效率就已經(jīng)確定了，因此僅進(jìn)行以檢漏為目的的光度計掃描就可以保證過濾器質(zhì)量，但這種理念用戶不太容易接受。
3.10 熒光法 Uranine
⑴ 只有法國使用，目前僅限于對部份核工業(yè)過濾器的測試，實際上法國過濾器廠過去常使用的是DOP 法，而不是自己規(guī)定的熒光法，現(xiàn)在法國人又將歐洲標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會的計數(shù)法定為國家標(biāo)準(zhǔn)，熒光法更少使用了。
⑵ 熒光法的試驗塵源為噴霧器產(chǎn)生的熒光素鈉粉塵，根據(jù)法國標(biāo)準(zhǔn),發(fā)塵裝置產(chǎn)生的粉塵粒徑的計數(shù)平均值為0.08μm，粒徑的體積平均值為0.15μm。
⑶ 試驗過程中在過濾器前后采樣，然后用水溶解采樣濾紙上的熒光素鈉，再測量含熒光素鈉水溶液在特定條件下的熒光亮度，這一亮度間接地反映出粉塵的重量，以過濾器前后樣品的熒光亮度差別來判斷過濾器的效率。
⑷ 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn): 法國標(biāo)準(zhǔn): NF X44 - 011 - 1972。
3.11 其他檢方法
⑴ 變風(fēng)量檢漏，如果降低風(fēng)量后過濾器效率降低，則肯定有漏點，變風(fēng)量檢查只能判斷過濾器是否有漏，但不能對漏點定位。
⑵ 發(fā)煙檢漏，在暗室中，在過濾器上游發(fā)煙，用一束強(qiáng)光去照射過濾器的出風(fēng)面，當(dāng)過濾器有漏點時，可以明顯看出漏點處有一縷青煙，這種方法可以準(zhǔn)確地對漏點定位。
⑶ 無污染檢驗，有些用戶擔(dān)心試驗用的粉塵污染過濾器，他們經(jīng)常要求過濾器制造廠家使用他們認(rèn)為安全的固體顆粒粉塵；有些制藥廠要求直接使用室外大氣塵。
4. 過濾器的應(yīng)用
4.1 合理確定各級過濾器效率
⑴ 通常情況下，末一級過濾器決定空氣的凈化程度。
⑵ 上游的各級過濾器祗起保護(hù)作用，統(tǒng)稱“預(yù)過濾器”。
⑶ 應(yīng)妥善配置各級過濾器的效率，若相鄰兩級過濾器的效率規(guī)格相差太大，則前一級起不到保護(hù)后一級的作用；若兩級相差不大，則后一級負(fù)擔(dān)太小。
⑷ 合理的配置是每隔2 – 4 檔設(shè)置一級過濾器，按歐洲現(xiàn)行過濾器效率分級，如末端使用H13 高效過濾器，前級可選用F5 – F8 – H10 三通級保護(hù)，末H13高效過濾器的使用壽命高達(dá)八年。
⑸ 潔凈室末端高效過濾器的使用壽命應(yīng)為5 –15 年，影響使用壽命的主要因素是預(yù)過濾器本身質(zhì)量的優(yōu)劣和配置是否合理。
⑹ 潔凈室末端高效過濾器前要有效率不低于F8 的過濾器來保護(hù)。
⑺ 在城市中央空調(diào)系統(tǒng)中，G3 – F6 是常見的初級過濾器。
⑻ 要點: 末級過濾器的性能要可靠，預(yù)過濾器的效率和配置要合理，初級過濾器的維護(hù)要方便。
4.2 高效過濾器的選用
⑴ 通常情況下，同材質(zhì)的過濾器，效率高的阻力大，價格也高。
⑵ 高潔凈度要求的潔凈室可以選用效率較高的HEPA 或ULPA 過濾器，低潔凈度要求的潔凈室可以選用效率較低的HEPA 過濾器。
⑶ 高發(fā)塵量下過濾器效率的變化，對潔凈室潔凈度的影響不大，因此潔凈度要求不高的潔凈室不宜選用較高效率的高效過濾器。
⑷ 低發(fā)塵量下，較高效率的高效過濾器在低風(fēng)速時對潔凈度有明顯的好處。因此，對要求高潔凈度的潔凈室在選用較高效率過濾器的同時，要降低其迎面風(fēng)速。
4.3 風(fēng)速對過濾器的影響
⑴ 在絕大多數(shù)情況下，風(fēng)速越低，過濾器的使用效果越好。
⑵ 對于高效過濾器，風(fēng)速減少一半，粉塵的透過率會降低一個數(shù)量級(效率數(shù)值增加一個9)，風(fēng)速增加一倍，透過率會增加一個數(shù)量級(效率數(shù)值降低一個9)。
⑶ 對于高效過濾器，氣流穿過濾材的速度一般在0.01- 0.04m/s，在這個范圍內(nèi)過濾器的阻力和過濾風(fēng)量呈正比關(guān)系。如果一臺額定風(fēng)量為1000m3/h 的過濾器，其初阻力為250Pa，但在使用中其實際風(fēng)量祗有500m3/h 時，它的初阻力可降為125Pa。
⑷ 一般通風(fēng)用過濾器，氣流穿過濾材的速度在0.13- 1.0m/s 范圍內(nèi)，阻力與風(fēng)量不再是線性關(guān)系，而是一條上揚的弧線，當(dāng)風(fēng)量增加30%，阻力可能為增加50%。
⑸ 過濾器阻力是一個非常重要的參數(shù)，不要忘掉向過濾器供應(yīng)商索要風(fēng)量 -阻力曲線。
4.4 選用過濾面積大的過濾器
⑴ 此地講的過濾面積是過濾器過濾材料的面積，一只過濾器的過濾面積經(jīng)常是過濾器迎風(fēng)面積的數(shù)倍、數(shù)十倍，甚至上百倍。
⑵ 過濾面積大，穿過濾材的氣流速度就低減，過濾器的阻力就小，同時能容納的粉塵就多。因此，增加過濾面積是延長過濾器使用壽命有效的手段。
⑶ 經(jīng)驗表明，對于同種結(jié)構(gòu)、同樣濾材的過濾器，當(dāng)終阻力確定時，過濾面積增加50%時，過濾器的使用壽命會增加70 – 80%，當(dāng)過濾面積增加一倍時，過濾器的使用壽命是原來的三倍。
⑷ 過濾面積大小對過濾效率沒有多大影響。
⑸ 對終用戶來說，選用過濾面積大的過濾器肯定合算。
4.5 高效過濾器必須經(jīng)過逐臺測試
⑴ 各過濾器制造商可能采用不同的測試方法，但底線是必須對每臺高效過濾器進(jìn)行例行測試。
⑵ 過濾器有漏點是致命傷，目測是看不出過濾器的漏點的，一臺有漏點的高效過濾器在高潔凈度場合足以使整個工程失敗，選用未經(jīng)逐臺測試的高效過濾器，就要承擔(dān)工程失敗的風(fēng)險。
⑶ 要注意，許多過濾器制造商提供的第三方檢驗報告和產(chǎn)品鑒定書僅僅代表送檢樣品的性能，不能保證你的那批過濾器是合格品。
4.6 中央空調(diào)系統(tǒng)過濾器的選擇
⑴ 中央空調(diào)系統(tǒng)要求有好的過濾器來保護(hù)，如果選用低效率過濾器，中央空調(diào)系統(tǒng)就會產(chǎn)生下列毛病
● 氣道阻塞、風(fēng)機(jī)結(jié)垢，使風(fēng)量減小；
● 送風(fēng)口附近會產(chǎn)生風(fēng)口黑漬;
● 換熱部件效率降低；
● 溫濕度等測量與控制元件失靈；
● 動態(tài)末端送風(fēng)裝置失靈；
● 全熱交換裝置失效；
● 管道內(nèi)的積灰，因其溫濕度適中，是微生物繁衍的理想場所。
⑵ 發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗表明，中央空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)使用F5 過濾器時，每5 – 8 年需清掃一次，當(dāng)使用F5 過濾器時，30 年不需要清掃。
⑶ 好的空調(diào)系統(tǒng)，過濾器效率規(guī)格應(yīng)選F6 – F7。
⑷ 在發(fā)達(dá)國家，清掃空調(diào)系統(tǒng)的費用是好與壞過濾器差價的20 倍。
⑸ 要點: 中央空調(diào)系統(tǒng)本身需要好的過濾器保護(hù)，低效率過濾器將會讓用戶和承包商付出昂貴的代價，F(xiàn)7 效率過濾器保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)30 年。
4.7 汽車涂裝(噴漆)線選用的空氣過濾器
⑴ 若5μm 的粉塵混入漆層，人的肉眼就可以看到由粉塵造成的瑕點，汽車制造廠為了保證轎車表面的油漆質(zhì)量，必須使用大量空氣過濾器，以清除噴漆和烘烤生產(chǎn)線空氣中的粉塵。
⑵ 噴漆線是一個很長的隧道，車身沿隧道行走，隧道頂部覆蓋一層厚實的無紡布，這層無紡布既起阻尼均流作用，又起過濾作用，這層阻尼材料的效率規(guī)格大致相當(dāng)于F5，其實過濾效率在此并不重要，重要的是材料本身要均勻，不掉毛，運輸、儲存、加工和安裝過程中要注意別讓灰塵污染材料。
⑶ 噴漆線的主過濾器設(shè)在阻尼層的上方，決定噴漆環(huán)境潔凈水平的是這一級過濾器，這一級過濾器的效率規(guī)格為F5 – F7 的袋式過濾器，其規(guī)格大都選用592mm X 592mm(24″ X 24″)的通用產(chǎn)品。
⑷ 在涂裝車間的烘烤生產(chǎn)線上，送入的空氣要預(yù)熱到200°C 左右，由于加熱裝置可能發(fā)塵，所以空氣過濾器要放在熱空氣一端，這就要求過濾器能長期承受200 - 250°C 的高溫，此處過濾器的效率規(guī)格一般為F7 – F8 的耐高溫有隔板過濾器。
⑸ 涂裝車間所用戶的過濾器特別忌諱硅酮，因為金屬表面若沾上一點硅酮，漆層就會起泡，汽車廠明文規(guī)定禁用任何硅酮
⑹ 一個中等規(guī)模的涂裝車間，年過濾器用量價值在200 – 400 萬元之間。
4.8 核工業(yè)用的過濾器
⑴ 核工業(yè)用的過濾器，其原理和結(jié)構(gòu)與其他行業(yè)用的過濾器沒有多大差別。
⑵ 核工業(yè)用的過濾器要經(jīng)受更多的檢測項目，要經(jīng)過更多的認(rèn)證，而這些檢驗和認(rèn)證經(jīng)常是由與核工業(yè)有關(guān)的專門機(jī)構(gòu)來做。
4.9 吸塵器中的過濾器
⑴ 老式的吸塵器因為沒有裝合格的過濾器，往往成了“發(fā)塵器”，一端吸入雜物，另一端排放出細(xì)小的灰塵。
⑵ 好的吸塵器配備了排風(fēng)過濾器，吸塵器中排風(fēng)過濾器的效率規(guī)格一般為F7(對0.4μm粉塵的平均過濾效率為80% - 90%)，能夠阻擋住大部份可吸入顆粒。
⑶ 市場上也有供應(yīng)用高效過濾器作排風(fēng)過濾器的吸塵器。
4.10 過濾器的清洗與一次性
⑴ 空調(diào)系統(tǒng)與潔凈室用的大多數(shù)過濾器都是一次性的，有的過濾器是無法清洗，有的過濾器從經(jīng)濟(jì)角度考慮是不值得清洗。
⑵ 清洗劑可能為破壞濾材的過濾效果。