過濾器的基礎(chǔ)知識

71個/升10.0001個/升10.000個/升100.000個/升100萬個/升1億個/升10億個/升1000億個/升空氣動力學(xué)直徑：0.01-100um（纖維、固態(tài)粉塵、境等級的指標之一。液滴、花粉等）；又稱“總懸浮塵”；評價室外大氣環(huán)過濾器的基礎(chǔ)知識潔凈的空氣重要嗎？我們每天大約吃Ikg的食物；喝2-3kg的水。但要呼吸20-30kg的空氣！！空氣組成:其它氣體：氨、氛等有惰性氣體；水蒸氣； So2、NoX、NH3.TVoC等有害氣體雜質(zhì)。大氣塵（氣溶膠）：火山灰；海鹽粒子；灰塵；沙土；花粉；細菌、病毒?？諝獾谋壤貉鯕庹?1%；氮氣占78%；其它氣體占1%。不同大氣塵濃度數(shù)量級：潔凈室北極海洋上空鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)公路上香煙煙霧大氣塵：K/4+rn? dm、、厶、亠匕（rim、 、（ce、 、毫米、1立方英尺二28.3升、1立方米二1千升=35.3立方英尺。大氣塵來源:（粉塵、纖維；煙、霧；生物粒子 〈花粉、細菌、病毒〉）：自然來源：土壤風化；火山噴發(fā)；海水噴沫；森林火災(zāi)；植物花粉。人為來源：工廠生產(chǎn)、排放；燃燒；汽車、飛機；核試驗。大氣塵粒徑分布：粒徑小于1Um的灰塵占灰塵總數(shù)量的99.9%;只占灰塵總重量的30%o1Um有多大？1根頭發(fā)的直徑等于70Um；1?；ǚ奂s等于30Um；1粒泡子等于3~10Um。哪些灰塵粒徑小于Ium?油煙、香煙煙霧、金屬塵粒、碳黑、病毒和某些細菌。為什么有必要安裝空氣過濾器？例如：額定風量為100.000m3/h的新風空調(diào)系統(tǒng)城市典型含塵濃度:0.15mg/m3=0.15*l/1000000kg/m3連續(xù)運行：8760小時/年系統(tǒng)吸入的灰塵：0.15*1/1000000*8760*100000=131.4kg/年！附加：立方米（m3）、小時（h）、千克（kg）、毫克（mg）。灰塵過濾器：過濾機理效應(yīng)：擴散效應(yīng)：小于lum的灰塵粒子不隨氣流運動，而是因空氣分子的撞擊做無規(guī)則運動，稱為“布朗擴散運動”如果撞在過濾器纖維上就被捕獲。粒子越小，擴散運動越劇烈，撞擊纖維的機會越多，過濾效果越好。條件：氣流速度要慢；纖維直徑要細；纖維數(shù)量要多。攔截效應(yīng)：小而輕的灰塵粒子隨氣流而運動，當繞過纖維時，離纖維表面太近的灰塵就會被攔截下來。條件：氣流速度要均勻；纖維直徑要細，纖維數(shù)量要多。慣性效應(yīng)：較大的灰塵粒子在氣流中做慣性運動。當氣流繞過纖維時，慣性大的粒子來不及繞過而直接撞到纖維上?；覊m越大，慣性力越強，撞擊纖維的可能性越大，過濾效果越好。條件：氣流速度要快；纖維直徑要細；纖維數(shù)量要多。篩效應(yīng)：灰塵直徑如果大于纖維之間的間隙，就會被攔住。一般來說，灰塵直徑遠小于纖維間隙，也就是說，篩效應(yīng)很少發(fā)生。條件：氣流速度要快；纖維直徑要細；纖維數(shù)量要多。靜電效應(yīng)：灰塵越小，效果越好。原因：灰塵本身帶靜電。條件：氣流速度要慢；纖維直徑要細；纖維數(shù)量要多。玻璃纖維濾料不帶靜電，化纖濾料帶靜電。采用帶有靜電的化纖濾料， 可以提高初始效率。一般來說，濾料的靜電是在生產(chǎn)過程中自然產(chǎn)生的。但是，就目前可行的技術(shù)而言，還無法使濾料長期保持靜電，當在實際使用時，靜電會很快消失。只要采用纖維數(shù)量少、直徑粗的化纖濾料，您就無法得到與玻纖濾料過濾器同樣的長期的高效率。過濾效率：要使過濾器對小灰塵粒子效率高:穿過濾料的風速低 二所用濾料面積大；濾料中含有數(shù)量多的細纖維；靜電（只對新過濾器）。濾料中含有粗細不等的纖維；濾料中的細纖維起主要過濾作用；纖維間隙遠比要過濾的灰塵大；過濾器是深層過濾。阻力：阻力的單位有Pa毫米水柱（mmH20）、英寸水柱（inchWG），它取決于：使用風量；過濾材料（纖維粗細、數(shù)量、厚度、蓬松度等）；過濾器結(jié)構(gòu)（濾袋或褶的形狀、迎風面結(jié)構(gòu)等） 。要想過濾器阻力低，濾料必須蓬松度好;面積大 二穿過濾料的風速慢。同樣效率的濾料，細纖維的阻力較低；一般來說,效率較高的過濾器阻力也較大；選用優(yōu)質(zhì)濾料（蓬松度要好、纖維直徑要細、數(shù)量要多） 。使用壽命：過濾器積灰，阻力增加，當阻力增大到某一規(guī)定終阻力值時，過濾器報廢。在這之前的使用時間稱為“使用壽命”。理論上，使用壽命取決于：新過濾器的初阻力；過濾材料（蓬松的濾料能容納更多的灰塵）；濾料而積一有效過濾面積；空氣含塵濃度；使用風量。蓬松的濾料比密實的濾料能容納的灰塵多，困此使用壽命長。濾料中少量的粗纖維就是為了提高蓬松度和強度。容塵量：定義很簡單，就是過濾器阻力達到規(guī)定值時， 對人工塵的捕集量。但經(jīng)常被誤認為使用容塵量和/或人工塵計重效率來計算實際使用壽命。人工塵和大氣塵的對比：人工塵中的濃度遠比大氣塵的濃度高（幾百倍） ；人工塵中的大粒子比大氣塵中的多；人工塵與大氣塵的成分不同。因此，試驗室中的人工塵容量不同于實際使用中的大氣塵容塵量。人工塵和大氣塵容塵量：人工塵和大氣塵容塵量無關(guān)；與化纖無紡布過濾器相比，玻纖袋式過濾器的纖維較細而密，濃度高的粗人工塵在濾料表面積的快，而濃度低的細大氣塵容易進入濾料內(nèi)部， 因此大氣塵比人工塵的容塵量更大；濾紙型過濾器（尤其HEPA）的濾料又密又薄，人工塵和大氣塵容塵量相差不大；在評價過濾器時，依據(jù)人工塵和大氣塵容塵量有時得出不一致的結(jié)果。實驗證明，實驗室中測得的人工塵容塵量沒有多大實際意義；大氣塵容塵量可以正確地評判過濾器的性能，但目前很少采用。

過濾器的應(yīng)用及經(jīng)濟性：過濾器使用費用的影響因素：使用壽命-更換費用：對空氣過濾器濾料面積增加過50%,使用壽命增加近乎100%!意味著每臺過濾器多花30-40%的金額,濾器用量減少一半！運行能耗-過濾器阻力：E二能耗q二風量E二能耗q二風量dp=阻力t二運行時間n二風機運行效率q=lm3/sdp=125Pat=8760小時/年n=0.7E二1*125*8760/0.7*1000二1560度電/年濾料面積大-阻力小-能耗低q=lm3/s△p=160-100=60Pa［實際運行時阻力差大于t=8760小時/年n=0.7E二1*60*8760/0.7*1000=750度/年選用過濾面積大的過濾器，省錢！E=q*dp*Vn*1000(kWh度/年)(m3^)(Pa)(小時/年)舉例：(=3600m3kh)(1/2”水60Pa](3600m3/h)(=1/4M水柱)通風系統(tǒng)清掃費用：通風系統(tǒng)為什么需要清掃？原因是使用差的過濾器，管道積灰，通風不暢；溫濕度適宜的積灰是微生物繁衍的理想場所；溫濕度等傳感與控制元件失靈；風機積灰，運行效率降低，能耗增加；風閥、變風量末端等裝置失效；換熱器積灰，傳熱效率降低，能耗增加。怎樣使通風系統(tǒng)無需清掃？對于大氣塵， F7過濾器的計重效率可達98%以上；實踐證明，使用F7以上效率的過濾器，通風系統(tǒng)根本無需清掃。一般來說，平均每m3/h的空氣需要大約0.05m2的通風管道面積；正常來說，使用F5以下效率的過濾器，通風系統(tǒng)至少每5年應(yīng)清掃一次；清掃費用（50元/m2）;使用F7（比色法80-90%）以上效率的過濾器，通風系統(tǒng)根本無需清掃。清掃費用計算，我們?nèi)∫恢?4”*24”標準過濾器的額定風量 3600m3/h來計算。一次清掃費用（3600*0.05*50二9000元）。即使每10年清掃一次，平均清掃費用 900元/年！清掃費用遠高于用來提高過濾器檔次所需的費用！清掃費用舉例，北京市某五星級酒店，總建筑面積約 70000m2,通風空調(diào)總風量約300000m3/ho建成后第5年清掃了一次，費用約為70萬元。相當于10年全部使用F7的過濾器的總費用。因此，業(yè)主對整個空調(diào)過濾系統(tǒng)進行了改造，所花的錢數(shù)倍于當初使用最好過濾器的費用！使用好的過濾器維持風機運行效率二節(jié)約運行費用！E=風機能耗q=風量E=風機能耗q=風量卩=風機全壓t二運行時間(kWh度/年)(m3/s)(Pa)（小時/年）n=風機運行效率風機運行費用計算，假設(shè):P=800Paq=3600m3/h=lm3/st=24小時/天*365天/年=8760小時采用F7效率的過濾器，風機運行效率維持 0.7oE=l.0*800*8760/0.7*1000=1001lKwh/年采用F5以下效率的過濾器，風機運行效率降為 0.65。E=l.0*800*8760/0.65*1000=10781Kwh/年好過濾器不會增加運行費用，使用好過濾器可以維持風機高效率運行 ，節(jié)省能耗:10781-10011=770Kwh/年F7過濾器阻力比F5過濾器高40Pa,因此多耗能：E=l.0*40*8760/0.7*1000=500Kwh/年<770Kwh/年選用效率足夠高的過濾器，經(jīng)濟！過濾器終阻力：隨著過濾器積灰，阻力增加。當阻力增大到某一值時，過濾器報廢，需要更換。新過濾器的阻力稱為“初阻力”，過濾器報廢時的阻力稱為“終阻力”。確定過濾器終阻力影響因素（過濾器機械強度、過濾器更換費用、過濾器運行阻力能耗、系統(tǒng)風量允許變化范圍、過濾效率變化。）過濾器機械強度，面積大的過濾器，框架和固定裝置所占的比例較小。當阻力過大時，可能造成過濾器的松散或破損。從這方而確定終阻力，其值一般都偏大，因此一般不做考慮。過濾器效率變化，低效率的過濾器（ G4以下）常采用直徑＞20Um的粗纖維濾料；纖維間隙約為200-40oUm;過濾風速大約為0.5-2m/s。阻力過大時，過濾器上的積灰會再被氣流帶走，此時雖阻力不再升高，但過濾效率急劇下降。因此對此類過濾器，要在其效率下降之前考慮更換。終阻力建議值，根據(jù)前面幾個因素，針對國內(nèi)用戶情況：過濾器效率規(guī)格 建議終阻力（Pa）G1-G2（粗效） 50-100G3（粗效） 100T50G4（粗效） 150-200F5-F6（中效） 150-250F7-F8（高中效） 250-400F9-HU（亞高效） 350-450H12-U17（高效與超高效） 400-600過濾器阻力-系統(tǒng)風量變化，過濾器通常是引起通風系統(tǒng)風量變化的最主要部件。 對空調(diào)設(shè)計人員來說，應(yīng)根據(jù)己確定的過濾器初終阻力和用戶允許的風量變化范圉來選配風機及設(shè)計空調(diào)器。并提供用戶過濾器更換時的終阻力值。對于己有的通風空調(diào)系統(tǒng)，如沒有空調(diào)供應(yīng)商提供的終阻力值和設(shè)備詳細資料，應(yīng)根據(jù)自己的系統(tǒng)風量允許范圍和其它情況來確定終阻力。標準：美國聯(lián)邦標準USFederalStandard209（ 潔凈室及潔凈區(qū)中空氣懸浮粒子潔凈等級 ）：—舊標準USFedStd-209D,1988（雖然過時，但仍最流行）。—聯(lián)邦標準的最后一版 USFedStd-209E（SI）,1992。國際標準IS0/DIS14644-1（1999）。一CleanrOOmSandassociationcontrolledenvironments（潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境）。一Pa