淺析中央空調(diào)機組過濾器選擇

【資料簡介】

1、引言

    目前較多工程項目中央空調(diào)的空氣處理機組在使用中很短時間內(nèi)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(fā)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(guī)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(shù)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(guī)則運動。對無規(guī)則運動作數(shù)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(guī)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(chǎn)生微小阻力。無數(shù)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(guī)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(tǒng)風量變化范圍、系統(tǒng)能耗。大多數(shù)情況下，終阻力是初阻力的2～4倍。

     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(diào)系統(tǒng)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(jiān)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(tài)性能 被捕捉的粉塵對氣流產(chǎn)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(xiàn)此情況，過濾器需要報廢?！　?/p>

 3、潔凈設計規(guī)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(shù)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(huán)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。

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

 中國GMP規(guī)定的潔凈度
    潔凈級別 塵粒zui大允許數(shù)/m3 微生物zui大允許數(shù) 相當于
    ISO分級
    ≥0.5mm ≥5mm 浮游菌/m3 沉降菌/皿
    100 3,500 0 5 1 ISO5級
    10,000 350,000 2,000 100 3 ISO7級
    100,000 3,500,000 20,000 500 10 ISO8級
    300,000 10,000,000 60,000  15 

3.2凈化處理

對于有潔凈等級要求的空調(diào)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(diào)節(jié)系統(tǒng)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(diào)節(jié)系統(tǒng)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(nèi)。
   （6）、空氣過濾器安裝方式應簡便可靠，易于檢漏和更換。

4、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(diào)系統(tǒng)以確保其正常工作。

     空調(diào)設計中，應首先根據(jù)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(tǒng)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(guī)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(yōu)劣。
   
    當使用“G～F～H～U”效率規(guī)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，F(xiàn)7保護H10，G4保護F7。
   
    潔凈室末端（HEPA）過濾器前要有效率規(guī)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。中央空調(diào)本身應有效率規(guī)格不低于F5的過濾器來保護。
   
    在無風沙、低污染地區(qū)，F(xiàn)7過濾器前可不設預過濾器；在城市中央空調(diào)系統(tǒng)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(xiàn)場工程師將使用環(huán)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(jīng)常是過濾器迎風面的數(shù)倍、數(shù)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(jīng)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(diào)系統(tǒng)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(shù)過濾器是一次性的，它們或無法清洗，或從經(jīng)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(tǒng)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(jīng)不住揉搓，因此，F(xiàn)6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(fā)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。

5、空調(diào)廠家過濾器配置

國內(nèi)空調(diào)廠家一般根據(jù)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(diào)：板式G2～F5。

     同時根據(jù)某些工藝要求，在空調(diào)機組內(nèi)部設置紫外線殺菌燈、活性炭過濾除臭、臭氧發(fā)生器等裝置。

     小結：掌握過濾器過濾原理，潔凈規(guī)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(nèi)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(xiàn)代建筑節(jié)能要求下，應用于中央空調(diào)機組中的過濾器選擇尤為重要。