過濾效率和潔凈等級

1、過濾效率和潔凈等級一、過濾器術(shù)語及常識1.1初阻力（Initial Resistance）實際使用時或試驗條件下新過濾器的阻力，或者，額定風(fēng)量下新過濾器的阻力。1.2終阻力（Final Resistance）判定過濾器報廢的阻力指標(biāo)。過濾效率規(guī)格建議終阻力（Pa）G3（粗效）100200G4150250F5F6250300F7F8300400F9H11400450高效與甚高效4006001.3無隔板過濾器（Mini-Pleat，或者Close-Pleat）1.4隔板過濾器（Deep-Pleat）1.5自潔式過濾器（Pulse-jet Filter）帶有壓縮空氣脈沖反吹清灰功能的過濾器和除塵器。

2、1.6預(yù)過濾器（Pre-Filer）對下一級過濾器起保護(hù)作用的過濾器。預(yù)過濾器可以有各種形式和效率規(guī)格。1.7高效過濾器（High Efficiency Particulate Air Fliter簡稱為HEPA Filter）傳統(tǒng)說法：對0.3m粒子過濾效率99.97%的過濾器；國內(nèi)通行說法：用鈉焰法試驗，效率99.97%的過濾器；待修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)：用鈉焰法試驗，效率99.9%1.8亞高效過濾器國內(nèi)特有的產(chǎn)品（說法），用鈉焰法試驗，效率95%的過濾器；國外同類效率的產(chǎn)品（H10）主要用于高效過濾器的預(yù)過濾。1.9超高效過濾器（甚高效過濾器）（Ultra Low Penerration Air

3、簡稱ULPA Filter）對0.10.2m粒子過濾效率99.999%的過濾器（美國標(biāo)準(zhǔn)）對MPPS效率99.9995%的過濾器（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）1.10室內(nèi)空氣品質(zhì)（Indoor Air Quality簡稱IAQ）1.11換氣次數(shù)（Air Changes）一小時內(nèi)送風(fēng)量與室內(nèi)體積之比。1.12潔凈度（Cleanliness）潔凈室或潔凈區(qū)域單位空間所含某粒徑以上顆粒物的限度。1.13 ASHRAE Efficiency采用美國采暖、制冷與空調(diào)工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE52.1規(guī)定方法測出的效率。一般是指比色法（Dust-Spot）效率，有時也稱NBS效率、AFI效率。二、過濾效率2.1國外過濾效率

4、的分類2.2國內(nèi)過濾效率的分類2.2.1一般通風(fēng)用過濾器分級對于一般通風(fēng)用過濾器，兩項國家標(biāo)準(zhǔn)按新過濾器的計數(shù)法效率將過濾器分成五個和四個等級。這兩項標(biāo)準(zhǔn)曾對過濾器市場起了很好的規(guī)范作用，它們結(jié)束了部門間各自為戰(zhàn)的局面，并在過去的“中效”范圍增加了一級“高中效”，以適應(yīng)當(dāng)時人們對改善潔凈室預(yù)過濾器性能的要求。表中的分級基于80年代末至90年代初的國內(nèi)技術(shù)水平，尤其是考慮了當(dāng)時國產(chǎn)光學(xué)粒子計數(shù)器的水平。這兩項標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作已經(jīng)被列入相關(guān)部門的議事日程。中國現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的計數(shù)法與國外計數(shù)法的主要差別在于：1.國內(nèi)僅測量新過濾器效率，國外測量發(fā)塵各階段效率的平均值；2.國內(nèi)測量大于某粒徑全部粒子的過濾效

5、率，國外測量某粒徑段粒子的效率；3.國外計數(shù)測量時使用標(biāo)準(zhǔn)人工粉塵，國內(nèi)使用大氣粉塵。 2.2.2高效過濾器 國家標(biāo)準(zhǔn)GB13554-92規(guī)定，高效過濾器為：1.按GB6165規(guī)定的鈉焰法測試，其效率99.9%的過濾器； 2.對粒徑0.1mm的粒子，其效率99.999%的過濾器。前者指一般高效過濾器，相比之下，國外一般定義高效過濾器的效率為99.97%。后者指超高效過濾器。2.3一般通風(fēng)用過濾器試驗方法2.3.1計重法（Arrestance）過濾器裝在標(biāo)準(zhǔn)試驗風(fēng)洞內(nèi)，上風(fēng)端連續(xù)發(fā)塵。每隔一段時間，測量穿過過濾器的粉塵重量或過濾器上的集塵量，由此得到過濾器在該階段按粉塵重量計算的過濾效率。最終的

6、計重效率是各試驗階段效率依發(fā)塵重的加權(quán)平均值。計重法用于測量低效率過濾器，這些過濾器通常用于中央空調(diào)系統(tǒng)中的預(yù)過濾。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國ANSI/ASHRAE 52.1-1992，歐洲EN779：1993，中國GB12218-89。2.3.2比色法（Dust-Spot）在過濾器前后采樣，采樣頭上有高效濾紙，這樣，過濾器前后采樣點高效濾紙的污染程度有所不同。試驗時，每經(jīng)過一段發(fā)塵試驗，測量不同發(fā)塵狀態(tài)下過濾器前后采樣點高效濾紙的通光量，通過比較濾紙通光量的差別，用規(guī)定計算方法得出所謂“過濾效率”。最終的比色效率是試驗全過程各階段效率值依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。比色法用于測量效率較高的過濾器。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國

7、ANSI/ASHRAE 52.1-1992，歐洲EN779：1993。2.3.4大氣塵計數(shù)法塵源為自然大氣中的“大氣塵”。粉塵的“量”為大于等于某粒徑的全部顆粒物個數(shù)。測量粉塵的儀器為普通光學(xué)或激光塵埃粒子計數(shù)器。大氣塵計數(shù)法用于測量一般通風(fēng)用過濾器，其效率只代表新過濾器的性能。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB12218-892.3.4計數(shù)法（Particle Efficiency）在每次發(fā)塵試驗之前和之后，進(jìn)行計數(shù)測量，并計算過濾器對各種粒徑顆粒物的過濾效率。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)，各階段瞬時效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。計數(shù)法效率正在取代比色法效率。標(biāo)準(zhǔn)：歐洲Eu

8、rovent 4/9-1993，美國ASHRAE52.2-1999，歐洲PREN7792.4高效過濾器的試驗方法2.4.1鈉焰法（Sodium Flame）鹽水在壓縮空氣的攪動下飛濺，經(jīng)過干燥形成微小鹽霧并進(jìn)入風(fēng)道。在過濾器前后分別采樣，含鹽霧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，并以此確定過濾器對鹽霧的過濾效率。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鹽霧顆粒平均直徑為0.4m。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：英國BS3928-1969，歐洲Eurovent4/4，中國GB6165-85。2.4.2 DOP法試驗塵源為0.3m單分散相DOP（塑料工業(yè)常用增塑劑）液滴?！傲俊睘楹珼OP空氣的渾濁程度。測量粉塵的

9、儀器為光度計（Photometer），以氣樣的濁度差別來判定過濾器對DOP顆粒的過濾效率。對DOP液體加熱成蒸汽，蒸汽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0.3m左右的顆粒，霧狀DOP進(jìn)入風(fēng)道，測量過濾器前后氣樣的濁度，并由此判斷過濾器0.3m粉塵的過濾效率。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-282。2.4.3計數(shù)掃描法試驗時，使用大流量激光粒子計數(shù)器或凝結(jié)核計數(shù)器對過濾器的整個出風(fēng)面進(jìn)行掃描檢驗，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。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：歐洲EN1882.11882.5-19982000，美國IES-RP-

10、CC007.1-1992。2.4.4光度計掃描粉塵一般為多分散相液滴，使用光度計對過濾器的全平面進(jìn)行掃描檢漏，這種方法能快速、準(zhǔn)確的找到過濾器的漏點。由于粉塵為多分散相，而光度計不能確定粉塵粒徑，此方法檢測出來的“過濾效率”沒什么實際意義，另外，此方法目前沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可依。2.4.5油霧法（Oil Mist）塵源為油霧，“量”為含油霧空氣的濁度，儀器為濁度計，。以氣樣的濁度差別來判定過濾器對油霧顆粒的過濾效率。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：中國GB6165-85，德國DIN24184-1990。2.4.6熒光法（Uranine）試驗塵源為噴霧器產(chǎn)生的熒光素鈉粉塵。試驗中，首先在過濾器的前后采樣，然后用水溶解采樣

11、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，這一亮度間接的反映出粉塵的重量。以過濾器前后樣品的熒光亮度差別來判斷過濾器效率（此方法僅限于核工業(yè)過濾器的測試）。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：法國NF X44-011-1972。附：空氣過濾器效率規(guī)格比較三、合理確定各級過濾器過濾效率一般情況下，最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到保護(hù)作用，它保護(hù)下風(fēng)端過濾器以延長其使用壽命，或保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)以確保其正常工作。在空調(diào)設(shè)計中，應(yīng)首先根據(jù)用戶的潔凈要求確定最末一級過濾器的效率，然后，選擇起保護(hù)作用的過濾器。如果這級過濾器亦需保護(hù)，再在它的上風(fēng)端增設(shè)過濾器。這樣，起保護(hù)作用的過濾器統(tǒng)稱為

12、“預(yù)過濾器”。另外，應(yīng)合理匹配各級過濾器的效率：如果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；如果兩級相差不大，則后一級負(fù)擔(dān)太小。當(dāng)使用“GFHU”效率規(guī)格分類時，可方便的估計出所需各級過濾器的效率。在G2到H12中，每隔24檔設(shè)置一級過濾器。例如：G4F7H10，其中，末端H10（亞高效）過濾器決定送風(fēng)的潔凈水平，F(xiàn)7保護(hù)H10，G4保護(hù)F7。潔凈室末端高效（HEPA）過濾器前要有效率規(guī)格不低于F8的過濾器來保護(hù)；高效（ULPA）過濾器前可選用F9H11的過濾器。在中央空調(diào)本身應(yīng)有效率規(guī)格不低于F5的過濾器來保護(hù)。在無風(fēng)沙、低污染地區(qū)，F(xiàn)7過濾器前可不設(shè)預(yù)過濾器；在城

13、市的中央空調(diào)系統(tǒng)中，G3F6是常見的初級過濾器。在具體的工程應(yīng)用中，使用什么效率級別的預(yù)過濾器來保護(hù)后一級過濾器，這需要將使用環(huán)境、備件費用、運行能耗以及維護(hù)費用等因素綜合考慮而定。各級效率過濾器應(yīng)用的例子：1） 某100級潔凈室，設(shè)置了F5F8H10H13四級過濾，末端H13過濾器用了8年；2） 某潔凈室高效過濾器前只有F5過濾器保護(hù)，用戶每年都要更換高效過濾器；3） 重度污染城市的某新風(fēng)凈化系統(tǒng)中過濾器設(shè)置為G3H10，系統(tǒng)運行半個月后H10過濾器報廢；4） 某汽車噴漆流水線，過濾器設(shè)置為G3F6F5。其中，末端F5為屋頂滿布的過濾材料，它僅起工藝要求的均流作用；F6決定了送風(fēng)的凈化水平。

14、下表是一些典型場所常用的過濾器，僅供參考：場所主過濾器效率常見過濾器特殊要求備注普通中央空調(diào)主過濾器F5F7袋式、無隔板過濾器過濾效率合理衛(wèi)生，保護(hù)室內(nèi)裝潢，保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)普通中央空調(diào)的預(yù)過濾器G3F5各種便宜、使用方便的過濾器容塵能力高，供貨有保證保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)，保護(hù)下一級過濾器高檔公共場所中央空調(diào)F7袋式、無隔板過濾器防止風(fēng)口黑，防止室內(nèi)裝潢褪色機(jī)場航站樓F7袋式、無隔板過濾器旅客第一印象學(xué)校、幼兒園F7袋式、無隔板過濾器防火特殊安全考慮診室與病房F7F8袋式、無隔板過濾器防止交叉?zhèn)魅静┪镳^、圖書館F7袋式、無隔板過濾器保護(hù)珍品音像工作室F7袋式、無隔板過濾器保護(hù)光學(xué)設(shè)備和制品10萬級、1萬級

15、非均流潔凈室HEPA有隔板、無隔板高效過濾器逐臺測試，無易燃材料過濾器裝在高效送風(fēng)口內(nèi)100級潔凈室HEPA或ULPA有隔板、無隔板高效過濾器出廠前經(jīng)過逐臺掃描檢驗潔凈室末端一般潔凈室預(yù)過濾F8H10袋式、無隔板、有隔板過濾器保證末端過濾器正常使用壽命芯片廠10級、1級潔凈廠房ULPA無隔板ULPA過濾器掃描檢驗，流速均勻，無揮發(fā)物當(dāng)今對性能最高的過濾器芯片廠10級、1級潔凈廠房預(yù)過濾器HEPA無隔板、有隔板過濾器迎面風(fēng)速高保證末端過濾器的使用壽命制藥行業(yè)30萬級潔凈廠房F8H10HEPA袋式、無隔板、有隔板過濾器無營養(yǎng)物末端過濾器可設(shè)在中央空調(diào)器內(nèi)負(fù)壓潔凈室排風(fēng)過濾HEPA無隔板、有隔板過濾

16、器可靠禁止危險物品的排放場所主過濾器效率常見過濾器特殊要求備注轎車涂裝流水線主過濾器G4F7袋式過濾器不含硅酮，不掉毛，阻燃滿足面漆無點，保護(hù)均流材料轎車涂裝流水線主過濾器F6F7耐高溫有隔板過濾器不含硅酮工藝要求高要求靜電噴涂生產(chǎn)車間F7F8袋式、無隔板過濾器不含硅酮，不掉毛滿足面漆無點，保護(hù)均流材料核電站排風(fēng)HEPA無隔板、有隔板過濾器防火、耐沖擊、專門機(jī)構(gòu)認(rèn)證采用中央空調(diào)的機(jī)房、交換臺、中控室F5F7袋式、無隔板過濾器防止因灰塵引起的散熱不良和電路故障采用柜式空調(diào)的機(jī)房、交換臺、中控室G3F5簡易的平板過濾器因場地限制，柜式空調(diào)很難采用其他形式的過濾器化纖抽絲工序F8袋式過濾器防止斷絲紡

17、紗車間G4F7袋式過濾器，靜電過濾器防止“煤灰紗”食品工業(yè)F7袋式、無隔板過濾器無營養(yǎng)物生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生潔凈工作臺，風(fēng)淋室HEPA有隔板、無隔板高效過濾器軋鋼主電機(jī)袋式過濾器阻燃防止因粉塵造成的電機(jī)故障卷煙廠中央空調(diào)F7自潔式過濾裝置，袋式過濾器國內(nèi)煙草行業(yè)目前流行自潔式過濾裝置家庭中央空調(diào)G3G4平板過濾器便宜、美觀普通家用空調(diào)-尼龍網(wǎng)可清洗阻擋纖維和粗粉塵風(fēng)沙地區(qū)預(yù)過濾器-慣性除塵裝置，水浴除塵裝置，卷簾過濾器清除大顆粒粉塵，只在刮風(fēng)時工作燃?xì)廨啓C(jī)與離心式空壓機(jī)F7F8無隔板、袋式、有隔板過濾器，自潔式過濾器抗沖擊，阻燃防止設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢、磨損、腐蝕軸流式空壓機(jī)F5F7無隔板、待式過濾器抗沖擊

18、、阻燃防止葉片磨損往復(fù)式空壓機(jī)、內(nèi)燃機(jī)G3F5袋式過濾器，濾清器，平板過濾器抗沖擊，耐超阻防止汽缸磨損高級轎車空調(diào)F7無隔板過濾器防塵、防花粉高檔家用吸塵器F7HEPA無隔板過濾器結(jié)實，抗水防止排風(fēng)二次污染潔凈室用吸塵器HEPA無隔板過濾器結(jié)實，抗水防止排風(fēng)二次污染家用空氣凈化器F7F9HEPA各種小型無隔板過濾器便宜、美觀防毒面具HEPA無隔板過濾器耐高溫，抗水常與活性炭組合使用備注：1.“主過濾器”指最末一級的過濾器，或指定部位的過濾器； 2.有些行業(yè)不使用通風(fēng)過濾器的效率規(guī)格，表中的規(guī)格大致相當(dāng)于那些行業(yè)的效率規(guī)格； 3.表中未列出壓縮空氣使用的過濾器（空氣濾清器）。四、潔凈度分級196

19、3年，美國出了個潔凈室標(biāo)準(zhǔn)FED-STD-209，在這項標(biāo)準(zhǔn)中，按每立方英尺中0.5m粉塵數(shù)量的最高允許濃度，將潔凈室分成若干等級，如100級、10000級、100000級。長期以來，世界上許多國家都是按此方法分級，我國也不例外。1999年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO頒布了一項國際標(biāo)準(zhǔn)ISO14644-1潔凈室與受控潔凈環(huán)境，第一部分：空氣潔凈度分級，標(biāo)準(zhǔn)中采用了新的分級。2001年，中國新頒布的潔凈室設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中采用了ISO分級。ISO潔凈度等級以及與傳統(tǒng)分級的對應(yīng)關(guān)系見下表4-1：潔凈度分級 表4-1ISO14644分級最高濃度極限（顆粒數(shù)/m³）近似對應(yīng)傳統(tǒng)規(guī)格0.1m0.2m0.3m

20、0.5m1.0m5.0mISO1級102ISO2級10024104ISO3級10002371023581級ISO4級10000237010203528310級ISO5級1000002370010200352083229100級ISO6級10000002370001020003520083202931000級ISO7級35200083200293010000級ISO8級352000083200029300100000級ISO9級352000008320000293000電子工業(yè)和制藥業(yè)是與潔凈室關(guān)系最密切的兩個行業(yè)，其他行業(yè)用到潔凈室時大都跟著這兩個行業(yè)的思路走。ISO試圖在潔凈室問題上將這兩個

21、行業(yè)拉到一起。ISO標(biāo)準(zhǔn)一出現(xiàn)，電子行業(yè)立刻該用ISO標(biāo)準(zhǔn)定義的潔凈室級別，而制藥行業(yè)目前仍沿用老的潔凈級別規(guī)定，見下表4-2。我國1998年版GMP規(guī)范中比前一版多了個30萬級。ISO潔凈室標(biāo)準(zhǔn)化動向見后面的內(nèi)容。中國GMP規(guī)定的潔凈度 表4-2潔凈級別塵粒最大允許數(shù)（顆粒數(shù)/m³）微生物最大允許數(shù)相當(dāng)ISO分級0.5m5m每立方米浮游菌（個）每皿沉降菌（個）100級3500051ISO5級10000級35000020001003ISO7級100000級35000002000050010ISO8級300000級1050000060000-15備注：GMP（Good Manufact

22、ure Practice, 藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范），制藥廠必須執(zhí)行的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是，規(guī)定潔凈度時先應(yīng)該明確潔凈室的狀態(tài)：空態(tài)（新建，空屋子），靜態(tài)（設(shè)備就位，無人員），動態(tài)（正常工作）。具體工程所說的“潔凈度”指的是哪種狀態(tài)，需要由用戶與設(shè)計、供貨等方面協(xié)議確定并明文規(guī)定。4.1換氣次數(shù)和風(fēng)速過濾器的品質(zhì)有了保證后，在決定潔凈工程質(zhì)量的諸多因素中，通風(fēng)參數(shù)（換氣次數(shù)或平均風(fēng)速）就成了關(guān)鍵。下表4-3是潔凈室設(shè)計時應(yīng)該考慮的一些因素。表中的“氣流形式”、“平均風(fēng)速”、“換氣次數(shù)”指標(biāo)源于ISO標(biāo)準(zhǔn)，“末端過濾器效率”和“過濾器出廠檢驗方法”。潔凈度、通風(fēng)參數(shù)和高效過濾器 表4-3ISO14644分級對應(yīng)傳統(tǒng)規(guī)格氣流形式平均風(fēng)速（m/s）換氣次數(shù)末端過濾器效率過濾器出廠檢驗方法ISO 1級99.9999%掃描ISO 2級U0.30.599.9999%掃描ISO 3級1U0.30.599.999%掃描ISO 4級10U0.30.599.999%掃描ISO 5級100U0.20.599.97%總效率或掃描ISO 6級1000N，M7016099.97%總效率或掃描ISO 7級