过滤器压降计算公式效率计算公式为什么没有涉及粒径的大小
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过滤器讲义-空气过滤常识
空气过滤常识洁净工程师培训教材蔡杰，2011 年 2 月 蔡杰/空气过滤常识2/100培训教材/2011空气过滤常识目 录前言 .................................................................................................................................................. 4? 第一章? 1.1? 1.2? 1.3? 1.4? 1.5? 1.6? 1.7? 1.8? 1.9? 1.10? 第二章? 2.1? 2.2? 2.3? 2.4? 2.5? 2.6? 2.7? 2.8? 第三章? 3.1? 3.2? 3.3? 3.4? 3.5? 3.6? 3.7? 3.8? 空气过滤基础知识 ....................................................................................................... 5? 过滤机理 ................................................................................................................... 5? 过滤器效率与阻力 ................................................................................................... 8? 范德瓦尔斯力 ......................................................................................................... 13? 典型颗粒物尺度 ..................................................................................................... 14? 容尘量 ..................................................................................................................... 15? 大气中的粉尘 ......................................................................................................... 15? 化学过滤器 ............................................................................................................. 17? 过滤器的能耗 ......................................................................................................... 19? 过滤器不是筛子 ..................................................................................................... 19? 思考题 ..................................................................................................................... 20? 过滤效率与过滤器规格 ............................................................................................. 23? 过滤效率分级与标识 ............................................................................................. 23? 效率规格比较 ......................................................................................................... 26? 一般通风过滤器试验方法 ..................................................................................... 27? 高效过滤器试验方法 ............................................................................................. 30? 常见过滤器规格 ..................................................................................................... 35? 过滤器尺寸 ............................................................................................................. 42? 额定风量 ................................................................................................................. 44? 标准化动向 ............................................................................................................. 45? 过滤器选用经验 ......................................................................................................... 47? 合理确定各级过滤器效率 ..................................................................................... 47? 选择过滤面积大的过滤器 ..................................................................................... 47? 高效过滤器必须经过逐台检验.............................................................................. 48? 各种场所过滤器效率的配置 ................................................................................. 48? 调整各级过滤器的使用寿命 ................................................................................. 49? 过滤器没有多功能 ................................................................................................. 49? 过滤器难以应付的场合 ......................................................................................... 50? 清洗与一次性 ......................................................................................................... 51? 蔡杰/空气过滤常识3/100培训教材/20113.9? 3.10? 3.11? 3.12? 3.13? 3.14?防火与可燃 ............................................................................................................. 51? 洁净室高效过滤器 ................................................................................................. 52? 洁净室 HEPA 过滤器的使用寿命.......................................................................... 54? 过滤器误区 ............................................................................................................. 54? 典型场所过滤器配置 ............................................................................................. 59? 使用化学过滤器的典型场所 ................................................................................. 61?附录 A 空调与洁净室典型过滤器产品 ..................................................................................... 62? 袋式过滤器 ............................................................................................................................ 62? 有隔板过滤器......................................................................................................................... 62? 无隔板高效过滤器 ................................................................................................................. 63? 无隔板通风过滤器 ................................................................................................................. 64? 低效率平板过滤器 ................................................................................................................. 64? 高效过滤风口......................................................................................................................... 65? 滤扇（FFU） ......................................................................................................................... 66? 附录 B 附录 C C.1 C.2 C.3 C.4 C.6 C.7 C.8 C.9 C.10 C.11 空气过滤器与过滤材料标准目录.................................................................................. 67? 其他知识 ......................................................................................................................... 71? 反弹与脱尘 ................................................................................................................... 71? 拦截 ............................................................................................................................... 71? 液体过滤 ....................................................................................................................... 71? 表面过滤与深层过滤 ................................................................................................... 72? 静电过滤 ....................................................................................................................... 73? 化学过滤器饱和之后 ................................................................................................... 73? 高效滤纸试验 ............................................................................................................... 73? 中国早期高效过滤器 ................................................................................................... 74? 试验气溶胶对高效过滤器的污染.............................................................................. 75? 空气粒子计数器 ......................................................................................................... 76?附录 D （课外读物） 高效过滤器试验方法的变迁.................................................................. 78? 附录 E （课外读物） 过滤七嘴八舌 .......................................................................................... 82? E.1 E.2 E.3 E.4 E.5 附录 F 相信你自己 ................................................................................................................. 82? CRAA 标准募捐书 ....................................................................................................... 87? 空气净化新概念 ........................................................................................................... 89? 流行语 ........................................................................................................................... 96? 大家来过老板瘾 ........................................................................................................... 98? 资料性信息 ..................................................................................................................... 99? 蔡杰/空气过滤常识4/100培训教材/2011空气过滤常识蔡 杰*前言过滤器是个“口罩” ，它应该可靠、好用、顺眼、方便。我靠它吃饭，我说它口罩，没贬 它的意思。 过滤器诸多性能中， “可靠”应排在第一。过滤器伺候高精尖，性能靠不住，其他一切免 谈。当用户对新技术或新创意的可靠性存在疑虑，他宁可保守些，选择经过多年实践确认可 靠的老产品。数据也要可靠，过滤性能靠检测，说效率 99.99%，它就得是 99.99%，谁测都 这数儿。 其次是“好用” 。芯片厂要求无挥发物；涂装厂要求无硅酮；去年一买主儿要防火，今年 他改戏要环保可焚烧；路北纺织厂要防静电，对面化纤厂指定静电过滤。每个用户都有特定 要求，过滤器要跟得上那些要求。 第三是“顺眼” 。过滤器是个简单配件，但使用场所万般讲究。为此，过滤器得贵族些， 比如，生产环境像那么回事儿，检验手段得齐全。 第四是“方便” 。这是指，通用性强，操作简单，供货便利，交流容易。 笔者曾搞过滤理论研究，在而后的产品推销活动中，习惯性地拿理论说事儿，说多了， 发现挂嘴边儿的就那么一小段，即第一章开头的“过滤机理” 。实际应用中，新技术不多，但 新名词儿年年有。您得勤给过滤器换标签，否则卖不动。有些“戏说”收在附录 E 中，正文 和其他附录中也有些。读者没必要对我的调侃认真。 同过滤器打交道，更多靠经验。经验中，常见的就那么几条，如：效率的含义和试验方 法，合理确定各级过滤器效率，预过滤器的优劣影响下一级过滤器的使用寿命，选择有效面 积大的过滤器。针对国内现状，本文特别提到些本土经验，例如：高效过滤器必须经过逐台 检测，过滤器没有多功能。 这份讲义主要摘自笔者的专著 《空气过滤 ABC》 （中国建筑工业出版社， 2002 年 10 月） 。 洁净工程师资格培训，我负责空气过滤器的教材，从 2003 年到现在，这是第 6 版。培训教材 本应规矩些，可我野路子，真规矩了别人反倒觉得不正常。 培训，不管组织者是协会学会官办民间，不论听众是教授打工仔还是专家老总，我只有 这一份讲义。 我鼓励读者挑这份讲义的毛病。本人掌握过滤技术的过程就是个不断挑毛病的过程。挑 书本毛病，挑制造商毛病，挑设计师毛病，挑施工队毛病，挑操作工毛病，挑老总毛病。当 然，挑自己毛病最方便。挑毛病成瘾了，您就能挑到点子上，您就专家了。*蔡杰，1954 年生，男，汉族，钳工，博士，自由职业。主要工作领域：热能工程，空气净化，设施农业。 E-mail： 蔡杰/空气过滤常识5/100培训教材/2011第一章 空气过滤基础知识1.1 过滤机理图 1-1过滤材料与粉尘的电镜照片1.1.1碰撞并粘住空气中的尘埃粒子，或随气流运动，或作无规则运动，或受某种场力的作用而移动。当 运动中的粒子撞到障碍物，粒子与障碍物表面间存在的范德瓦尔斯力使他们粘在一起。1.1.2纤维过滤材料空气过滤材料应能：既有效地拦截尘埃粒子，又不对气流形成过大阻力。无规则排列的 纤维材料符合这些要求。杂乱交织的纤维形成对粉尘的无数道屏障，纤维间宽阔的空间允许 气流顺利通过，见图 1-1。1.1.3惯性原理大粒子在气流中作惯性运动。 气流遇障绕行， 粒子因惯性偏离气流方向并撞到障碍物上， 见图 1-2。粒子越大，惯性力越强，撞击障碍物的可能性越大，因此过滤效果越好。 蔡杰/空气过滤常识6/100培训教材/2011惯性扩散图 1-2粉尘撞击过滤材料示意1.1.4扩散原理小粒子作无规则的布朗运动，见图 1-3。小粒子因无规则的布朗运动撞击障碍物，见图 1-2。对无规则运动作数学处理时使用传质学中的“扩散”理论，所以有扩散原理一说。粒子 越小，无规则运动越剧烈，撞击障碍物的机会越多，因此过滤效果越好。气体分子 图 1-3小颗粒物气体分子与小颗粒物的运动轨迹1.1.5效率随尘粒大小而异过滤效率小于 0.1 μm （微米） 的粒子布朗运动剧烈， 主要作扩散运动，粒子越小，撞击过滤介质的 几率越大，因此过滤效率越高；大于 0.3 μm 的 粒子主要作惯性运动，粒子越大，效率越高。 在惯性和扩散都不显著的 0.1 μm～0.3 μm 之间，效率有一处最低点，该粒径大小的粉尘 最难过滤。见图 1-4。 图 1-4最难过滤的 粉尘 粉尘粒径 最低 效率惯 性 为 主 主 为 散 扩过滤效率与粒径的关系 蔡杰/空气过滤常识7/100培训教材/20111.1.6阻力纤维使气流绕行，产生微小阻力。无数纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。 过滤器阻力随气流量的增加而提高，通过增大过滤材料面积，可以降低穿过滤材的相对 风速，以减小过滤器阻力。1.1.7动态性能被捕捉的粉尘与滤材成为一体，相当于滤材密实了。于是，使用中过滤器的阻力逐渐增 加，过滤效率略有改善。 被捕捉的粉尘大都聚集在过滤材料的迎风面上。滤料面积越大，能容纳的粉尘越多，过 滤器的使用寿命越长。1.1.8过滤器报废滤材上积尘越多，阻力越大。当阻力大到设计所不允许的程度时，过滤器的寿命就到头 了。有时，过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散，出现这种危险时，过滤器也该报 废。1.1.9静电若过滤材料带静电或粉尘带静电，过滤效果可以明显改善。其原因：静电使粉尘改变运 动轨迹并撞向障碍物，静电力增加材料与粉尘间的粘接力。静电图 1-5粉尘通过驻极体（静电）滤材示意1.1.10 其他机理见附录 B。 蔡杰/空气过滤常识8/100培训教材/20111.21.2.1过滤器效率与阻力过滤效率空气过滤器的“过滤效率”是被捕捉的粉尘量与过滤器上游空气含尘量之比：过滤效率=过滤器捕集粉尘量 上游空气含尘量= 1?下游空气含尘量 上游空气含尘量效率的意义看似简单，但它的数值却因试验方法的不同而大不一样。 在决定过滤效率的因素中，粉尘“量”的含义多种多样，由此计算和测量出来的效率数 值也就五花八门。实用中，有粉尘的总重量、粉尘的颗粒数量；有时是针对某一典型粒径粉 尘的量， 有时是所有粒径粉尘的量； 还有用特定方法间接地反映浓度的采样纸的不透明度 （比 色法） 、荧光量（荧光法） ；有某种状态下的瞬时量，也有发尘试验全过程变化效率值的加权 平均量。 对同一只过滤器采用不同的方法进行测试，测得的效率值就会不一样。各国家、各厂商 使用的试验方法不统一，对过滤器效率的解释和表达大相径庭。离开试验方法，过滤效率无 从谈起。 为了省事并减少误解， 实用中有些用代号表示效率的方法， 那些代号既明确了试验方法， 也确定了效率指标。例如：HEPA、高中效、MERV9、H13、U15，等等。厂商为了向各种背 景的用户推销产品，随心所欲地使用效率标识。如果您一定要知道具体的效率数值，请别忘 记指定试验方法和计算方法。 对各种效率的详细解释见第二章。高效过滤器试验发展史的非官方介绍见附录 D。1.2.2过滤器阻力阻力 终阻力过滤器对气流形成阻力。 过滤器积灰， 阻力增加，当阻力增大到某一规定值时， 过滤器报废。 新过滤器的阻力称 “初阻力” ； 对应过 滤器报废的阻力值称 “终阻力” ， 见图 1-6。 工程设计中，常需要个名义阻力，习惯的 做法是取初阻力和终阻力的平均值。 终阻力的选择直接关系到过滤器的使 用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。 一般情况下，终阻力的选取是空调设初阻力 报废时间图 1-6过滤器阻力计师的事。有经验的工程师可以根据现场情况改变原设计的终阻力值。 多数情况下， 一般通风过滤器使用现场的终阻力控制在初阻力的 2～4 倍； 高效过滤器终 阻力是初阻力的 1.5～2 倍。 蔡杰/空气过滤常识9/100培训教材/2011低效率过滤器常使用粗纤维滤料，由于纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的 积灰吹散，此时，阻力不再增高，但过滤效率降为零，见图 1-9。因此，要严格限制 G4 以下 过滤器的终阻力值。 表 1-1 中给出一些建议的终阻力，它来自经验，没多少道理好讲。表 1-1终阻力建议值 建议终阻力 Pa 75～200 150～250 250～300 300～400 400～450 400～600，或 1.5～2 倍初阻力 常用名称 CRAA 粗效，国标粗效 CRAA 粗效，国标中效 CRAA 中效，国标中效 CARR 中效，国标高中效 CRAA 亚高效，国标亚高效 HEPA 和 ULPA过滤效率规格 中国 CRAA（欧洲 EN） G3 G4 F5～F6 F7～F9 Y10～Y12（E10～E12） 高效和超高效注：若无特别说明，本讲义中的效率规格使用 CRAA 规格。过滤器达到终阻力，可能意味着要立刻更换过滤器，也可能意味着要做计划在明天、下 星期、或下个月更换过滤器。使用者怎样看待终阻力取决于现场具体规定和操作者的经验， 终阻力的取值高低也取决于使用者对终阻力的解释。1.2.3 1.2.4阻力监测 例外情况每个过滤段都应安装阻力监测装置。终阻力要靠仪表判定，不能仅凭操作者的感觉。少数情况下，过滤器的使用寿命靠人为规定，而不是靠终阻力。例如，生物安全实验室 进行新菌种试验前可能要更换过滤器；有些微生物敏感企业每年梅雨过后更换过滤器。 如果没有阻力监测装置，那只好人为规定过滤器更换周期。出现这种情况，操作者与上 司、供应商与用户、技术与生产之间，有扯不清的皮。 蔡杰/空气过滤常识10/100培训教材/20111.2.5使用期间效率与阻力变化多数情况下，使用中过滤器的阻力不断攀升，效率也有所增加。这是由于，粉尘成为附 加的滤材，见图 1-7 和图 1-8。图 1-8粉尘在过滤材料上的堆积，计算机模拟图 1-7 粉尘在过滤材料上的堆积几种典型的效率与阻力变化见图 1-9～图 1-13。 蔡杰/空气过滤常识11/100培训教材/2011效率 100%效率阻力 终阻力时间阻力时间终阻力时间时间图 1-9大多数过滤器的效率与阻力变化图 1-10某些很低效率过滤器的效率与阻力变化新过滤器，阻力增长缓慢，而后增长速度加快。 过滤器的终阻力定在迅速增长之前。纤维间空隙大，过滤风速高，纤维间堆积的粉尘可能被吹 散。过滤器终阻力定在粉尘被吹散风险的阻力之下。效率效率阻力 终阻力时间阻力 上限阻力时间下限阻力时间时间图 1-11某些低效率过滤器的效率与阻力图 1-12效率与阻力周期波动的过滤器效率不断上升，过滤器寿命将尽时，效率比最高值略有 下降。自动卷绕式过滤器，带自动清灰功能的过滤装 置。 蔡杰/空气过滤常识12/100培训教材/2011效率图 1-13效率下降的过滤器① 过去曾有人盲目地为化纤滤材加静电， 而滤材的静 电不稳定，致使效率迅速下降。 ② 静电过滤器（或称电子过滤器）因极板集灰电场减 弱也会出现效率下降现象。 但下降不像本图所示那 样明显。阻力时间时间图 1-9 给出的效率上升趋势是实验室测量情况。多年来，人们认为现场使用中过滤器的 效率也是这样变化的。近些年，有人对此提出质疑，并通过监测表明，过滤器的现场效率曲 线变化并不那么规矩，见图 1-14，对带静电的化纤过滤材料来说，现场曲线与实验曲线相差 比较大。过滤效率验曲线 实验室试使用现场情况使用时间图 1-14实验效率曲线与现场使用情况 蔡杰/空气过滤常识13/100培训教材/20111.3范德瓦尔斯力两个物体接触时，表面间存在一种微小的受力引力， 它不是人们熟悉的万有引力， 不是磁力， 也不是静电力，它是一种分子与分子、分子团 与分子团之间的力，课本上管它叫“范德瓦尔 斯力” ，或“范德华力” 。 从微观上讲，单个原子或分子中带负电的 电子云有个中心， 带正电的原子核也有个中心， 当这两个中心不重合，就产生电偶矩。单个偶 极可能瞬息万变，也可能相对稳定，但多个偶 极凑在一起，就会对周围物体产生引力。这种 引力很微弱，其量值比化学键小 1～2 个数量级。它的作用区间也很窄，距离大了引力消失； 距离太近（＜7?）时电子云重叠，相邻分子又互相排斥。 粉笔末留在黑板上，因为范德瓦尔斯力可以对付那些粉末；粉笔头不会被黑板粘住，因 为与重力相比，范德瓦尔斯力微不足道。 空气中的粉尘互相碰撞， 因范德瓦尔斯力而合为一体， 聚成大颗粒粉尘， 即所谓 “凝并” 。 室内的粉尘撞到墙上并留在那里， 使壁面 “褪色” 或形成黑渍。 粗糙表面因粉尘的接触面大， 更容易粘住粉尘。 在过滤器中的过滤介质是迷宫，置身其中的粉尘比平时有更多机会撞击障碍物，并因过 滤介质中无处不在的范德瓦尔斯力而留下来。 在特定情况下，静电力也参与捕捉粉尘的过程。如果过滤介质带静电，过滤效果会明显 改善，其原因之一是静电力使粉尘改变轨迹而撞击障碍物，之二是静电力比范德瓦尔斯力更 容易将粉尘粘住。粉尘也可以被人为地加上静电，使他们容易被其他物体吸附，例如静电过 滤器和电除尘器。 范德瓦尔斯力太小，我们感觉不到，但我们可以注意到它的存在。玻璃窗上沾灰，那是 范德瓦尔斯力。房间装修的褪色，那也是。 房间不打扫，屋内挂满“蜘蛛网” 。那“蜘蛛网”跟蜘蛛没关系。室内空气中有很多纤维 状粉尘，来自服装、纸张等。纤维粉尘接触天花板，因范德瓦尔斯力粘在那里。下一根纤维 粉尘撞上前一根纤维，也挂在那。纤维多了，就搭成蜘蛛网了。不信，您可以做个实验：蜘 蛛编的网有强度，而粉尘搭成的蜘蛛网一碰就散。 图 1-15 范德瓦尔斯力作用范围0 距离 蔡杰/空气过滤常识14/100培训教材/20111.4典型颗粒物尺度美国斯坦福研究所（Stanford Research Institute）的研究人员曾勾画了一张粉尘颗粒度比较图，几十年来，那张图被广泛引用，斯坦福研究所也在不断地修改、补充那张图。图 1-16 就是那张著名的图表。(1A) 0.0001o(1nm) 0.001颗粒物尺寸，μm0.01 0.1 1可见光10100(1mm) 1000(1cm) 10000电磁波X射线紫外线 太阳辐射近红外线远红外线微波颗粒物 技术定义空气 颗粒物 土壤固态 液态烟 雾状 黏土 霾 松香烟雾 燃油烟雾 烟草烟雾 冶金粉尘与烟雾 漂白粉 碳黑 氧化锌烟雾 胶体氧化硅 艾肯核（高空凝雾核） 高空粉尘 海盐核 燃烧核 淤泥 云与云雾尘 滴状 细沙 雾 细雨 粗沙 雨 沙砾大气悬浮物肥料，石灰 燃烧飞灰 煤尘H2典型颗粒物与 气体分子O2 CO2 C4H6 F2 Cl2气态分子 直径N2 CH4 SO2 CO H2O HCl C4H10 0℃时气态分子当量直径水泥灰尘 沉降硫磺 接触硫磺 粉碎性煤粉 颜料粉末 矿砂 杀虫药粉 滑石粉 植物孢子 奶粉 花粉 碱雾 面粉 喷雾器雾化 引发肺病 气喷 的颗粒物 液滴 成人红血球,7.5μm± 0.3μm 细菌 毛发 电子筛分 普通显微镜 淋洗法 沉降法 浊度法② 光透射 扫描法海滩细沙水滴病毒 撞击采样 超微显微镜① 电子显微镜 离心法 超速离心分离筛分 ①估计平均粒径，但不能 测量粒径分布。 ②经过特殊标定后，可以 测量粒径分布。 肉眼可辨 机械方法，千分尺，卡尺等粒度分析方法X光衍射① 吸附色谱①凝结核计数器 超声波分离（工业上很少应用）光散射② 电导测量沉降室 旋风除尘空气净化方法湿法除尘 布袋除尘器 过滤床 普通过滤器 高性能过滤器 热沉降（只用于采样） 静电吸附 惯性除尘装置 机械除尘0.0001 o (1A)0.001 (1nm)0.010.1110100颗粒物尺寸，μm1000 (1mm)10000 (1cm)图 1-16典型颗粒物尺度 蔡杰/空气过滤常识15/100培训教材/20111.5容尘量容尘量是过滤器在特定试验条件下容纳特定试验粉尘的重量。这里的“特定”是指： a. 标准试验风洞，以及相关试验与测量设备；b. 比实际大气粉尘颗粒大得多的“标准尘” ； c. 委托方与试验方商定、或标准规定的试验方法与试验数据处理方法；d. 委托方与试验方商定的终止试验条件。 容尘量与过滤器实际容纳粉尘的重量没有直接对应关系，孤立的容尘量数据对用户没任 何意义。例如，一只过滤器的试验容尘量为 600 g，实际使用中它可能会容纳 2.5 kg 的大气 粉尘；另一只的容尘量为 900 g，到你手里它也许只能兜住 1.5 kg 粉尘。只有试验条件和试 验粉尘相同时，才能根据容尘量数据来估计哪只过滤器会比另一只的使用寿命更长一些。 专业实验室和过滤器厂在评估一般通风过滤器产品时，对过滤器进行破坏性发尘试验， 其目的是按相关试验标准评价过滤器在试验全过程的平均效率，容尘量是这类试验得出的一 批数据中的一个数据。 试验者可以利用大量历史数据来比较过滤器的优劣， 若试验条件相同， 各实验室间的数据可以对比。外人很难搞清容尘量数据的实际意义。 欧美一些标准中规定的试验终止条件是：①阻力达到初阻力的 2 倍或更高时；②瞬时过 滤效率低于最高效率值的 85%时。大多数过滤器的阻力只升不降，只有用蓬松的粗纤维（≥10 μm）材料制成的低效率过滤器可能出现第 2 种情况。显然，试验时终阻力定得越高，得到的 容尘量数值就越大。所以，委托人和试验者要明确规定终止试验的条件，否则，容尘量数据 就没多少意义。欧洲 EN 779:2002 标准规定的 F 级过滤器终止试验的阻力为 450 Pa，这个数 据远远高于 2 倍初阻力，但那是效率试验而不是容尘量试验。中国标准只规定对“粗效”过 滤器进行发尘试验，其目的是获得计重效率而不是容尘量。 欧美标准规定的试验粉尘俗称 ASHRAE 尘，见附录 F，其主要成分为“AC 细灰” ，AC 细灰如今纳入了国际标准，称“ ISO A2”细灰。那是美国亚利桑那盐河谷荒漠地带的浮尘 （Arizona Road Dust） ， 在 AC 细灰中混入规定比例的细炭黑和短纤维后就成了 ASHRAE 尘。 中国曾规定用黄土高原的浮尘，日本规定用自己的“关东亚黏土” 。1.61.6.1大气中的粉尘粉尘粒度分布在自然界，微小粉尘因布朗运动相互碰撞而聚成大颗粒，大颗粒粉尘又因重力而沉降， 碰撞不那么频繁、又不容易沉降的粉尘相对稳定地悬浮在大气中。 室外空气中，按颗粒数量计 99.9%的粉尘粒径小于 1 μm；若按重量计，占总重量 50%～ 95%的粉尘小于 10 μm。 古时候，粉尘主要来自于自然界的运动，如刮风、火山、森林大火、海浪、花粉、大气 蔡杰/空气过滤常识16/100培训教材/2011光化学反应。现代，人类活动扬起大量灰尘，如燃烧、工业污染、建筑活动、汽车、核试验。 与祖先相比，我们遇到的粉尘，数量多了，粒径小了，性质也不那么友好了。 空气中的氮氧化物和碳氢化合物，遇到阳光照射，产生光化学反应，气体分子变成颗粒 物。反应多了，就形成“霾” 。天气预报中总是将霾列为“可吸入颗粒物”污染，但它重要来 源可能是氮氧化物和碳氢化合物污染。粉尘数量 过滤器对付的粉尘1 粉尘浓度，mg/m脏乱差 普通环保3污染严重0.1优秀城市轻微污染0.01 1 10 100 1000 城市人口，万0.0010.010.1110 粉尘粒径，μm图 1-18城市人口与粉尘浓度图 1-17大气粉尘浓度分布示意1.6.2粉尘浓度的差异表 1-2典型环境粉尘数量浓度 浓度，粒/升 100 亿 10 亿 1亿 1000 万 100 万 10 万 1万城市空气污染主要源于人的活动。城市人口多寡 直接影响市区空气含尘浓度。粗略地讲，城市越大， 污染越严重。 由于采暖和气候干燥，北方城市冬季的大气含尘 量明显高于其他季节。雨季，由于雨水的洗涤，空气 中的粉尘浓度低于其他季节。 多数情况下，室内粉尘颗粒浓度和重量浓度都比 室外高，室内的粉尘颗粒更小。从健康角度考虑，室 内环境会比室外恶劣。场所 香烟燃烟 高速公路 城市 乡间小路 乡村 海洋 北极海浪和海水蒸发产生微小盐粒（氯化钠） ，沿海地区盐雾浓度高。 城市的空气微生物浓度并不比乡村高，但城市中对人体有害的空气微生物浓度高。 当北京的沙尘暴严重到中午汽车需要开大灯时，其浓度高达到 10 mg/m3～15 mg/m3。1.6.3可吸入颗粒物人的鼻子是个“过滤器”，那里的鼻毛、分泌物和黏膜可以将大多数大于 10 μm 的粉尘过 滤掉，只有小于 10 μm 的颗粒物才可能进入气管和肺部。因此，官方将“可吸入颗粒物”定义 为“空气中≤10 μm 的颗粒物”，标为 PM10。空气中的全部粉尘量为“总悬浮颗粒物”，去掉其 蔡杰/空气过滤常识17/100培训教材/2011中 10 μm 以上的粉尘，剩下的就是“可吸入颗粒物”。另有人说≤2.5 μm 的颗粒物更容易进入 肺部，对人更有害，于是将可吸入颗粒物定义为≤2.5 μm 的物质，标为 PM2.5。 对于室外环境，国家标准（GB 环境空气质量标准）规定的总悬浮颗粒物和可 吸入颗粒物见表 1-3。国家标准（GB/T 室内空气质量标准）规定，室内环境中可 吸入颗粒物 PM10 的浓度应≤0.15 mg/m3。表 1-3大气平均颗粒物与空气质量级别（GB） 空气质量级别 Ⅰ 0.08 0.12 0.04 0.05 Ⅱ 0.20 0.30 0.10 0.15 Ⅲ 0.30 0.50 0.15 0.25总悬浮颗粒物，mg/m3 可吸入颗粒物 PM10，mg/m3年平均 日平均 年平均 日平均1.6.4谁关心什么浓度搞环保的关心粉尘的重量浓度，搞洁净室的关心粉尘的颗粒计数浓度，搞医药和卫生的 要额外操心空气微生物的浓度。搞过滤器产品的要应付所有人的提问，所以要对各种浓度指 标都有些了解。1.7化学过滤器化学过滤器清除空气中的分子污染物。在通风和空调领域，化学过滤器使用活性炭作为主要过滤材料。化学过滤器的典型应用场所有：芯片厂、核工业、飞机场、环保、博物馆、 汽车空调等，有些家电中也使用了化学过滤材料。 随着工业发展和城市扩大，我们身边有害气体的浓度在增加，而随着技术进步和生活改 善，人们对纯净空气的要求却在提高，于是，人们对化学过滤器的需求也就逐年增加。1.7.1化学过滤原理化学过滤器有选择性地吸附有害气体分子，而不是像普通过滤器那样机械地清除杂质。 活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，其中绝大部分孔径在 5?～500? 之间（1?=0.1 纳米） ，单位重量材料中微孔的总内表面积可高达 700 m2/g～2300 m2/g，也就是说，在一个 米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积相当于一个大客厅内墙面。 根据材料的处理方法，活性炭吸附分“物理吸附”和“化学吸附” 。 习惯上，人们将没有明显化学反应的吸附称为物理吸附，这种吸附主要靠的是范德瓦尔 斯力。空气中沸点高（常温或更高）的游离分子接触活性炭后，有些在微孔中凝聚成液体并 蔡杰/空气过滤常识18/100培训教材/2011因毛细管原理呆在那儿， 有些填满与分子尺寸相当的微孔而与材料成为一体。 大气中的氮气、 氧气、二氧化碳、氢气、氩气等主要成分的沸点都很低，活性炭管不了他们。普通活性炭是 疏水性材料，所以对水蒸汽的吸附能力也有限。从原则上讲，所有多孔物质都是吸附材料， 活性炭并不是惟一的，但活性炭吸附的那些物质刚好是空调领域要对付的那些有害气体。 物理吸附难以有效地清除所有化学污染物， 有些场合， 人们对活性炭材料进行化学处理， 以增强他们对特定污染物的清除能力。经化学处理而使材料与有害气体产生化学反应的吸附 称化学吸附。活性炭靠范德瓦尔斯力抓到气体分子，材料上的化学成分与污染物起反应，生 成固体成分或无害的气体。进行化学处理的主要方法是在活性炭中均匀地掺入特定的试剂， 所以经化学处理的活性炭也称“浸渍炭” 。 除吸附外， 多孔材料本身可以成为促进化学反应的催化剂 （参与反应但材料本身不消耗） ， 例如对臭氧的催化，也可以作为其他催化剂的载体。 涉及吸附时，空气中的有害气体称“吸附质” ，活性炭为“吸附剂” 。在吸附剂抓住吸附 质的同时， 也会有部分吸附质逃离。 使用过程中， 吸附能力会不断减弱， 当减弱到某一程度， 过滤器报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸汽熏蒸的办法可使有害气体脱离活性炭，使 活性炭再生。1.7.2活性炭材料活性炭材料分颗粒炭、粉炭、纤维炭。 传统的颗粒活性炭有煤质炭、木质炭、果壳炭、骨炭。 纤维活性炭由含碳有机纤维制成。它的孔径小（&50?） 、吸附容量大、吸附快、再生快。 常用的纤维基材有酚醛、植物纤维、聚丙烯腈、沥青。 有时，人们将粉炭或纤维炭粘在其他材料上或混入其他材料中，再加工成型。 普通木炭和焦炭本身就是多孔物质，人们最初使用的吸附材料就是那些普通炭。为了增 加吸附性能，人们对普通炭进行“活化” ，使材料中的微孔更多、更小，活化后的炭就是活性 炭。 除活性炭之外，硅胶、氧化铝、沸石等也是吸附材料。与活性炭相比，那些材料或吸水、 或成本高、或比表面积小而不宜被用来做空气过滤材料。 在自然界，大地是最好的吸附材料。1.7.3吸附性能吸附容量。单位质量吸附剂所能吸附污染物的最大量称吸附容量。不同材料的吸附容量 会不同； 同一材料对不同气体的吸附容量会不同； 温度、 背景浓度改变， 吸附容量也会变化。 所有吸附材料中，活性炭的吸附容量最大。 滞留时间。空气穿过吸附剂的时间称滞留时间。滞留时间越长，吸附越充分。为保持足 够的滞留时间，吸附材料要足够厚，过滤风速要尽可能低。 使用寿命。新材料附效率高，使用中效率不断衰减，当过滤器下游有害气体接近允许的 浓度极限时，过滤器报废。报废前的使用时间就是使用寿命，也称有效防护时间。 蔡杰/空气过滤常识19/100培训教材/2011选择性。一般说来，在物理吸附中易被吸附的有：分子量大的气体、沸点高的气体、挥 发性有机气体。若经化学浸渍，吸附材料还可以清除平时难以对付的气体，或突出对某类气 体的吸附能力。1.7.4化学过滤器的选用影响化学过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有：污染物的种类和浓度、气流在过滤 材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。 实际选用时，要根据污染物种类、浓度和处理风量等条件，确定过滤器形式和吸附剂种 类。 缺少可信检测数据时，可以比较过滤器中活性炭材料的多少来粗略估计过滤器的能力。 例如，一只迎风面为 610 mm×610 mm 过滤器中含 30 kg 最普通的颗粒活性炭，另一只所谓 高科技新产品中含 2 kg 活性炭，那个高科技的单位吸附容量可能比普通颗粒炭大许多，但它 的使用寿命只是那只普通颗粒炭过滤器的 1/5～1/10。借用个偏激的外行话：重量决定一切。 通过监测过滤器前后污染物的浓度变化，可以判定活性炭是否应更换。但目前国内尚无 实用、 方便的监测手段， 因此， 用户只能按规定周期或凭经验决定活性炭过滤器的使用寿命。 活性炭本身发尘。 活性炭过滤器的上下游均应设置普通过滤器， 其效率规格应不低于 F7。 上游过滤器防止灰尘堵塞活性炭材料；下游过滤器拦住活性炭本身的发尘。 活性炭很便宜，活性炭过滤器的制作也很简单。但空调工程师中明白化学的人并不是很 多，所以化学过滤器（绝大多数是活性炭过滤器）的选用需要专家参与。1.8过滤器的能耗空气过滤器阻截空气中的污染物，当然也就阻挡空气。于是，过滤器对气流有阻力。过滤器阻力乘以体积风量，就是过滤器自身的能耗。若气流的动力源自电能，上述能耗还要除 以一个能源系数，即电能转换成机械能的比率。 例如，对于风量 36 000 m3/h 的通风系统，过滤器阻力 300 Pa，能源系数为 75%，过滤器 的能耗就是：36 000 m 3 /h 1 × 300 Pa × = 4 000 N ? m/s = 4 kW 3 600 s/h 75%若一刻不停地运行，每年的电耗就是：4 kW × 24 h/d × 365 d = 35 040 kW ? h1.9过滤器不是筛子筛子，筛孔大小决定颗粒物的去留。例如，100 目（每英寸长度上有 100 个孔）筛网截留 0.25 mm 以上的颗粒物，20 目的纱窗挡蚊子。有个词儿叫“过滤精度” ，这使人想到筛子， 由此产生了很多误会。 蔡杰/空气过滤常识20/100培训教材/2011过滤机理与网筛原理无关。细小颗粒物碰到静止物体，两者表面间的引力将他们粘在一 起。如果用电子显微镜观察用过的过滤材料，你会看到，被捕捉的颗粒物比材料的孔隙小的 多，如图 1-1 所示。想一想口罩，它可能稀松透亮，但确实挡住了肉眼看不见的微生物。过 滤器效率可以是 99%，99.99%，99.99999%，但永远达不到 100%。只是，达到某种程度时， 人们就认为它是 100%了。 即使是多孔过滤材料如陶瓷、核孔膜，用显微镜看到的孔径可能比较均匀，但他们的孔 径也不代表过滤精度。粘住粉尘的力仍是范德瓦尔斯力，粉尘撞击过滤介质的原因仍是惯性 和扩散。孔径均匀的材料对大于孔径的杂物有筛阻效果，但它照样能过滤掉比孔径小得多的 粉尘。 在造纸等行业， 人们将多孔材料假想成无数毛细管， 并用相应的方法测出毛细管等效 “孔 径” ，用以评估材料的透气性能。试验中，材料表面罩上一层水膜，材料下面接触可调整压力 的空气，提高压力，材料上开始鼓气泡。出现第一组气泡时，与气压对应的毛细管直径就是 材料的“最大孔径” ；继续增压，出现第 N 组气泡时（如第三组） ，与气压对应的毛细管直径 定义为“平均孔径” 。材料的孔径是个对应毛细管的假想值，它比被过滤颗粒物大数十倍，孔 径与被捕捉颗粒物的粒径之间没有直接对应关系。您可以说，孔径小的那张滤纸比大的过滤 效果好些，但您还是不知道具体的过滤效率。 液体过滤与气体过滤原理类似，那也不是筛子，也没有绝对的 100%。 涉及空气过滤，应该举一反三。但当遇到“精度” 、 “孔径”等词汇时，请别顾名思义。 能解释清楚过滤器不是筛子，您已经是半个过滤专家了。能说服我过滤器确实有点筛子 作用（见附录 C 中的“液体过滤” ） ，您已经是专家了。1.10 思考题利用前面介绍的过滤常识，可以分析一些因素变化对过滤器性能的影响。表 1-4 是一组 练习，表中给出的答案并不绝对正确，它只是帮助读者复习本章介绍的基础知识。工程中， 读者根据练习题中的分析思路，估计各种工况参数对过滤性能的影响。 蔡杰/空气过滤常识21/100培训教材/2011表 1-4 参数变化 J K J K J K J K J K J K过滤性能随工况参数的变化 阻力 J K J K ― ― J (K) K (J) ― ― J K温度提高，空气黏度提高。过滤效率 小颗粒 （扩散） K J K J ― ― K(J) J (K) ― ― K J 大颗粒 （惯性） J (K) K K J ―（湿润J） ― K(J) J (K) ― ― K J 说明风速 风速（驻极体）风速加大，惯性增加，气流 滞留时间缩短。 风速加大，气流滞留时间缩 短，静电效果减弱。 纤维表面湿润后，反弹现象 减少。 空调系统用体积流量，动力 设备用质量流量，流量单位 不同，变化趋势也不同。 粉尘浓度对效率无影响。但 若试验手段有缺陷，浓度变 化可能影响测量值。湿度 大气 压力 粉尘 浓度 温度1.10.1 过滤风速的影响风速提高阻力增加，风速降低阻力减小。 对于以惯性运动为主的大颗粒物，风速提高，颗粒物的惯性增大，撞击障碍物的可能性 增加，因此过滤效率提高。但惯性大了，障碍物对颗粒物的反弹力也增大，若范德瓦尔斯力 不能克服反弹力，颗粒物会跑掉，因此，有时提高风速，过滤器对大颗粒物的过滤效率反而 降低。 对于以扩散运动为主的小颗粒物，过滤效率取决于颗粒物在过滤介质中的滞留时间，滞 留时间缩短（提高风速） ，颗粒物撞击障碍物的几率减小，过滤效率越低。 若材料带静电，过滤效率取决于气流在材料中的滞留时间。过滤风速越低，过滤效率越 高，对大、小颗粒物都是如此。 带静电材料对过滤风速非常敏感。例如，在 1 cm/s 风速下测量，0.3 μm 粉尘的透过率为 0.01%（过滤效率 99.99%） ，将过滤风速提高到 5.3 cm/s 时，测得的透过率为 1.5%（过滤效 率仅为 98.5%） ，透过率差了两个数量级。1.10.2 湿度的影响一般情况下，改变湿度不会影响过滤器的效率和阻力。 但空气湿度很高时，过滤介质可能结露，颗粒物与障碍物的接触表面有一层水膜，两者 接触面大了，粘结力也大了，大颗粒物也不再那么容易反弹了，所以对大颗粒物的过滤效率 可能会有所改善。 蔡杰/空气过滤常识22/100培训教材/2011现实中， 如果潮湿到过滤器带水， 过滤器的性能可能会发生各种难以预料的变化。 例如， 对于植物纤维制造的过滤纸，如果纸的抗水性欠佳，水使纸张变软，纤维压缩，过滤器的阻 力会迅速增加，直到过滤器被堵死。再例如，高效过滤器带水，粉尘会被水运送到材料的背 风面，风干后，过滤器成了发尘器。1.10.3 大气压力的影响设想空气是一锅粥。压力降低，粥稀了（黏度降低） 。颗粒物在稀薄的介质中更容易走直 线（惯性） ，过滤器对大颗粒物过滤效率提高。粥稀了，小颗粒物的布朗运动更自由，撞击过 滤介质的几率也越高，所以过滤效率也越高。 对空调来说，可能没必要考虑大气压力变化对过滤器的影响。但对有些用途，必须考虑 大气压力与过滤器阻力的关系。对制氧机、燃气轮机来说，设备的输出取决于吸入空气的质 量而不是体积风量。对于上海与海拔 1900 m 的昆明，同样输出的设备所需的体积风量大不 相同。海拔升高，大气压降低，为保证出功，要提高体积风量来保证质量风量。于是，过滤 器阻力会提高，效率也会因体积风量加大而相应改变，其变化趋势与体积风量不变是的趋势 正相反。 搞空调的人常在的岗位在工厂的动力部门，遇到以空气为原料的动力设备，有可能在体 积风量与质量风量上乱套。1.10.4 粉尘浓度的影响理论上讲，粉尘浓度对过滤性能没有影响。但许多实验员坚持认为粉尘浓度影响过滤效 率，因为他们一改变试验台的发尘浓度，测出的过滤效率值就会漂移。这里，实验员要处理 的是试验设备的误差，而不是过滤器性能真有什么变化。1.10.5 温度的影响“设想空气是‘一锅粥’ 。温度提高，粥变稀了，流动性好了，过滤器对那锅粥的阻力就 小了” 。我在课堂上讲这番话，北方讲课时是“一锅粥” ，到了广东改“一锅汤” 。我自以为那 种比喻很形象。一次，一位学员说蔡工您错了，应该是温度上升空气黏度增加。 我一查手册，果真是那样，空气与液体的黏度系数变化趋势不一样。那位学员是同济大 学的叶海博士。我狡辩，说温度对空气黏度的影响微乎其微。但我确实错了。 蔡杰/空气过滤常识23/100培训教材/2011第二章 过滤效率与过滤器规格历史原因，行业原因，地域原因，试验方法原因，过滤效率的定义多种多样。撇开方法， 仅仅一个效率值， 不能说明任何东西。 为了交流的方便， 人们赋予过滤效率简单的标识体系。 本章介绍中国市场上目前可能遇到的各种标识体系和试验方法，并介绍过滤器的各种规 定和惯用规格。 2005 年以来，过滤器的标准化活动很活跃。本章的最后介绍国内和国外的标准化活动。2.12.1.1过滤效率分级与标识欧美情况美国最先搞出过滤器效率试验方法标准。20 世纪 70 年代，当时的西欧学了美国的试验方法，并顺便加了个 EU 标识，将过滤器按不同测试方法和效率值范围分成 14 个档次，分别 用 EU1～EU14 来表示。 EU 是英语，表示“欧洲” 。20 世纪 90 年代初，他们又搞了个 G～F～H～U 分级，那个 分级用的是德语， 蓝本是瑞士标准。 而后， 欧洲标准化委员会用 EN 8 和 EN 779:2002 标准，确定了那种分级。澳大利亚等国也选用了那种分级。 欧洲于 2009 和 2011 年修改了原有的标识体系，多了规格 M 和 E，成了 G～M～F～E～ H～ U。 EU 挺方便，弄得美国人有时也说 EU。终于有一天，美国人要搞自己的效率标识，欧洲 的点子他们当然不用。1999 年，美国 ASHRAE 协会的 MERV（Minimum Efficiency Reporting Value，最低效率报告符）效率分档出笼。 欧美推行各自的分级体系，而两者相差甚远。2006 年起，国际标准化组织 ISO/TC142 技术委员会成立了“一般通风过滤器”和“HEPA 过滤器”两个工作组。通风过滤器的制定 过程中，欧美体系无法协调，于是，一般通风过滤器国际标准（最终表决中被否决）中回避 了过滤器分级。高效过滤器的制定过程异常顺利，目前的高效过滤器最终草案（预计 2011 年颁布，2012 年实施）中规定了一套类似欧洲的新的效率分级体系。 在这些与字母和数字组成的分级体系中，数字小者效率低，大者效率高。2.1.2中国通风过滤器国内过去讲“粗、中、高”效，后来又增加了“亚高效”和“高中效”两档。它简单、 顺口，因此流行了多年。新国家标准在旧规格的基础上进一步细化，粗效细化为 C4～C1、 中效为 Z3～Z1。之中，数码大者效率低，小者效率高。笔者不知道是刊印错误，还是标准编 制者有意制造些令国人晕菜的“中国特色” 。 目前在国内， “粗中高”的说法和欧洲旧版 G～F～H～U 分级比较普及，美国的 MERV 蔡杰/空气过滤常识24/100培训教材/2011尚未流行。 各国产品都来挤占中国市场，国人拿不出过硬的效率体系，只好听老外的。你在中国买 一只比色法效率 85%的过滤器， 可能会见到多种效率标识， 如： ASHRAE 85%， 高中效， F7， EU7，F85，NBS 85%，精过滤，MERV13。 中国制冷空调工业协会 CRAA 推荐的过滤效率标识见稍后的 2.1.5。2.1.3高效过滤器涉及高效过滤器时，人们不使用单独的效率标识体系，而是将试验方法和效率值一并标 在产品上，如：99.97% (0.3 μm DOP)，MPPS 99.9995%。 检测方法是高效过滤器的一大卖点，为此，人们喜欢将效率标识搞得复杂些。 HEPA 历来翻译都是“高效过滤器”， 它的原始定义是， 对 0.3 μm 粉尘的试验效率≥99.97%。 欧洲的 H 级 HEPA 最低效率为 MPPS 效率 99.95%（H13） 。国标规定高效过滤器最低效率是 钠焰法 99.9%。 ULPA 表示比 HEPA 效率更高、试验更严格的过滤器。ULPA 的常见定义是，对最难过 滤粉尘的过滤效率≥99.999% （中国国标、 美国） ， 或 MPPS 效率≥99.9995% （欧洲、 CRAA） 。 对于高效和超高效过滤器，中国新版国标按效率分为 A～F 六个级别。与通风过滤器不 同，此处的小码效率低。 在美国，效率规格从 A～K，最初是 A～D，小码效率低，而后新要求续新码，其排序与 效率高低关系不大。美国的规格美国特色，美国之外没人遵守那套标识。2.1.4ISO 草案通风过滤器的欧美分级和标识体系协调失败，于是，ISO 决定回避通风过滤器的效率分 级。第一项通风过滤器标准在最后表决时被否决。新标准（或那项被枪毙标准的更新）是否 包含效率分级体系，目前还没有眉目。 高效过滤器工作组中，大家同意的试验方法是具有排他性的粒子计数法，其计数粒径为 最易透过粒径（MPPS）方法确定了，效率分级和标识就没多大争议了。草案规定的效率标 识为 ISO nm，其中，数字 n 标识几个 9，数字 m 为 0 或 5。例如 ISO 35 表示过滤器在 MPPS 处的过滤效率为 99.95%，ISO 50 表示 99.999%。2.1.5CRAA 标准2005 年，多家在中国大陆生产和销售空气过滤器和过滤材料的企业商量制定一套标准， 中国制冷空调工业协会（CRAA）支持并组织了那项民间发起的过滤器标准制定活动。CRAA 标准的参加单位包括近 60 家企业和特邀单位。参加 CRAA 过滤器标准制定活动的单位，覆 盖了几乎所有在中国大陆从事过滤器生意的主流过滤器企业。 根据 CRAA 标准，过滤器按效率分为 5 组，每组再细分若干级别，见表 2-1。 蔡杰/空气过滤常识25/100培训教材/2011表 2-1CRAA 推荐分级 分级 G1 G2 G3 G4 F5 F6 F7 F8 F9 Y10 Y11 Y12 H13 H14 U15 U16 U17 计重效率，% 50≤E&65 65≤E&80 80≤E&90 90≤E 40≤E&60 60≤E&80 80≤E&90 90≤E&95 95≤E 90≤E&95 95≤E&99.5 99.5≤E&99.95 99.95≤E&99.995 99.995≤E&99.5≤E&99.95≤E&99..999995≤E 平均计数法效 率(0.4 μm)，% 计数法，最易透过粒径 %分组粗效中效亚高效 高效 超高效CRAA 规格对应旧版欧洲标准 EN779:2002 和 EN。 略有不同的是， 将有争议的 H10～H12 改为亚高效 Y10～Y12。欧洲新标准 EN 的那 3 个规格也变了，现在是 E10～E12。此外，欧洲新标准 EN779:2011 中（目前正在表决） ，通风过滤器中过去的 F5 和 F6 变成了 M5 和 M6。2.1.6对策被各国以及各行各业都接受的效率标识方案，目前尚不存在。 对于厂商，采用哪种标识产品好销就用哪种。对于技术人员，用哪种标识交流起来方便 就用哪种。用户是上帝，您喜欢哪种，商家就会按您的要求贴标签。 笔者曾负责制定 CRAA 标准，那套文件中的效率规格，是在征询众多制造商和用户意见 基础上，经过争论和表决而确定的。现阶段，使用那套规格的好处显而易见。 对于高效过滤器，若 ISO 标准能顺利出笼，今后全世界的高效过滤器可能都会使用 ISO 规格。 通风过滤器的规格，国外难以协调，国内吵不清楚，因此只能再乱些年。交流中使用哪 种规格，您自己看着办。 蔡杰/空气过滤常识26/100培训教材/20112.2效率规格比较为方便业务员粗略对比可能面对的几种效率规格， 笔者曾于 1994 年草勾了一张效率比较图。而后几经更新，2011 年 1 月的版本是图 2-1 的模样。 这个比较图仅供参考，不建议作为标准和商业依据，因为笔者没有保证过它的准确性。 若希望准确，应该参照各种试验方法和效率的原始定义，见稍后的说明。 为了减少麻烦，本讲义以 CRAA 效率规格论事。中国制冷空调 工业协会 CRAA 430-2008U17欧洲规格 CEN ENU17 U16ISO/FDIS草案(2010)最易透过粒径 MPPS国标分类 Chinese ClassificationF美国环境科学技术学会 IEST-RP-CC001.5(0.1μm~0.2μm和 0.2μm~0.3μm中的低值)超高效ULPAISO/FDIS 29463-1（草案，2010） CRAA431, EN 9超高效 ULPAU16 U15 H14 H13 Y12U15 H14 H13 E12 E11 E10 F9 F8 F7 M6 M5 G4 G3 G2 G1高效 HEPA亚高效 subHEPAY11 Y10 F9 F899..995% 99.5% 99.999% 99.995% ISO 40(H) 99.99% ISO 35(H) 99.95% ISO 30(H) 99.9% ISO 25(H) 99.5% ISO 20(H) 99% ISO 15(H) 95% 90% 平均计径计数法 Average 85% efficicency 95% ANSI/ASHRAE 52.1-1992 CRAA432, EN779:μm 平均 90% 80% 60% 40%BS3928-69 GB/T99.999% 99.99% 99.97% 99.9% 99.9% (≥0.5μm)高效 B HEPA99.995% 99.99% 99.97%高效 HEPAISO 75(U) ISO 70(U) ISO 65(U) ISO 60(U) ISO 55(U) ISO 50(U) ISO 45(H)钠焰法 Sodium Flame超高效 ULPAE 99.9999% D C 99.999%G F K J H,I(0.3μm) D C 99.99% 99.97% 99.999%A,B,EA MERV16亚高效 sub-HEPAYG MERV15 GB/T 95% MERV14 ANSI/ASHRAE 52.2-2007 MERV13 MERV12 MERV11 MERV10 MERV9 MERV8 MERV7 MERV6 MERV5 20%(≥2μm) MERV2~4美国冷暖空调工程师协会ASHRAE中效 mediumF7 F6 F5 G4 G3 G2 G1高中效 high-mediumGZ70% Z1中效 Z2 medium Z360% 40% 20%(≥0.5μm) 50%(≥2μm)计重法 ArrestanceCRAA432, EN779:2011 ANSI/ASHRAE 52.1-199290% 80% 65% 50%C1比色法 Dust-spot 粗效 coarse粗效 coarseC2C3 50% (计重法，arrestance) C4 20% (计重法，arrestance) MERV1图 2-1常见过滤效率规格比较图（2011 版） 蔡杰/空气过滤常识27/100培训教材/20112.32.3.1一般通风过滤器试验方法计重法 Arrestance源于美国，国际通行，中国实行。 计重法测量粗效过滤器捕集大颗粒物的能力。G1～G4 级过滤器的试验使用计重法。 试验尘源为大粒径、高浓度标准试验尘。粉尘的主要成分是经筛选的、规定地区的“道 路尘” ，再掺入规定量的细碳黑和短纤维。大多数国家规定使用美国亚利桑那荒漠地带的“道 路尘” ，中国标准曾规定使用陕北黄土高原某村落的尘土，日本标准规定使用源于日本的“关 东亚黏土” 。测量的“量”为粉尘重量。 过滤器装在标准试验风洞内，由于被试过滤器不能抖动，也就无法在试验过程中对其称 重，称重任务由下风端的另一只效率较高的过滤器完成，它接收被试过滤器漏掉的粉尘，由 此推算出被试过滤器上的集尘量。上风端连续发尘，每隔一段时间，称重测量下风端过滤器 上的集尘量，由此计算出被试过滤器的阶段效率。最终的计重效率是各试验阶段效率依发尘 量的加权平均值。 计重法试验的终止试验条件为：约定的终阻力值，或效率明显下降时。所谓“约定”是 指客户与试验者间的约定，或试验者自己的规定。显然，终止试验的条件不同，计重效率值 就不同。 终止试验时，过滤器容纳试验粉尘的重量称“容尘量” 。 计重法用于测量低效率过滤器，那些过滤器一般用于中央空调系统中的预过滤。 计重法试验是破坏性试验。 相关标准：美国 ANSI/ASHRAE 52.1-1992，欧洲 EN 779:2011，中国制冷空调工业协会 标准 CRAA 432.2-2008，中国国家标准 GB/T ，中国建筑行业标准 JG/T 22-1999。2.3.2比色法Dust-spot11 61521523053053 24955计重试验时安装 收尘过滤器95 85101527≥305 ≥25901≥1220 ≥1830≥460 ≥12201，发尘器 2，发尘管 3，混合孔板 4，多孔混合挡板5，取压口 6，差压计 7，被试过滤器 8，流量测量喷嘴9，比色采样 10，流量调节 11，与外界连接的U形管差压计图 2-2比色法与计重法试验台示意 蔡杰/空气过滤常识28/100培训教材/2011传统方法，源于美国，曾在除中国外的全世界通行，欧洲已经正式废止，美国已改用其 计数法替代。比色法测量中效过滤器捕集自然大气中粉尘的能力。F5～F9 级过滤器的试验使 用比色法。 试验台和试验粉尘与计重法所用相同。 粉尘 “量” 为过滤器上下游采样滤纸的不透明度。 在过滤器前后采样，采样头上有高效滤纸试验中。每经过一段发尘试验，测量不发尘状 态下过滤器前后采样点高效滤纸的不透明度，通过比较上下游采样滤纸的不透明度，计算出 过滤器对当地大气粉尘的质量过滤效率。最终的比色效率是试验全过程各阶段效率值依发尘 量的加权平均值。比色法间接地测量试验全过程过滤器对当地大气尘的重量效率。 终止试验的条件与计重法条件相似：约定的终阻力值，或效率明显下降时。 比色法用于测量效率较高的一般通风过滤器，空调系统中的大部分过滤器属于这种过滤 器。比色法曾是国外通行的试验方法，这种方法已经被计数法所取代。 严格的比色法是破坏性试验，一只过滤器的试验往往需要一天时间。比色法在国外实行 了半个世纪后， 中国一家工厂于 2006 年添置了一个可以进行比色法试验的试验台， 但现在比 色法测量装置老化，不用了。 日本比色法与欧美方法略有不同。 日本使用人工气溶胶测量比色效率， 而不使用大气尘。 相关标准：美国 ANSI/ASHRAE 52.1-1992，欧洲 EN 779:1993（已废止） ，日本 JIS B 。2.3.3大气尘计数法中国国家标准。 尘源为自然大气中的“大气尘” 。粉尘的“量”为大于等于某粒径的全部颗粒物的计数。 测量粉尘的仪器为普通光学或激光尘埃粒子计数器。效率值为新过滤器的初始效率。 大气尘计数法用于测量一般通风过滤器。其效率值只代表新过滤器的性能。 中国过去的效率分级是建立在大气尘计数法基础上的。中国的计数法标准早于欧美，但 方法比较粗糙，它是建立在 20 世纪 80 年代国产计数器和相应测量技术水平上的。大气尘计 数法与国内外其他试验方法没有可比性。 标准：中国国家标准 GB/T ，中国建筑行业标准 JG/T 22-1999。2.3.4平均计径计数法Average Efficiency, EN779:2002欧洲自 20 世纪 90 年代初通行，中国企业主流方法。ISO 技术规范中较高效率过滤器试 验方法。 平均计数法取代传统比色法。F5～F9 级过滤器的试验使用平均计重法。 试验台与比色法所用类似，容尘试验尘也与计重法和比色法所用类似，效率测量时改用 Laskin 喷管吹出的液态气溶胶。粉尘的“量”是微小粒径段颗粒物的个数。测量仪器为激光 粒子计数器。 试验过程中，在每次容尘试验之前和之后进行计数测量，并计算过滤器对各种粒径颗粒 物的过滤效率。达到终止试验的条件时停止试验。过滤器的典型效率值是在规定粒径范围内 蔡杰/空气过滤常识29/100培训教材/2011各阶段瞬时效率依发尘量的加权平均值。 计数效率不再是个单一的数值， 而是一条沿不同粒径的过滤效率曲线。 欧洲的经验表明， 当试验的终阻力为 450 Pa 时，0.4 μm 处的计数效率值与传统比色法效率值接近。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13风道 风道 被测过滤器 包括被测过滤器的风道 风道 风道 HEPA 过滤器（至少 H13） DEHS 粉尘入口 道路尘喷嘴 混合孔 多孔混合板 上游采样 下游采样图 2-3计数法示意图，EN779:2002效率 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0.1 1 粒径，μm 10 加权平均 450Pa 350Pa 250Pa 2倍 初阻 150Pa 新过滤器图 2-4计数法试验实例容尘试验过程中，阻力达到 450 Pa 时终止试验完整的计数效率测试是破坏性试验。日常生产中，制造厂可以省去容尘过程，仅测量过 滤器的初始计数效率，以检查产品性能的稳定性和过滤材料的稳定性。 欧洲于 2003 年 5 月之前全面执行 EN 779:2002 规定的计径计数法。 中国制冷空调工业协 会推荐这种方法。 1996 年，国内建造了第一个平均计数法试验台（烟台宝源） ，而后的 10 年中，那是国内 惟一可以提供具有与国外数据可比性数据的通风过滤器试验台。由于 CRAA 标准的推动，数 蔡杰/空气过滤常识30/100培训教材/2011家企业和院所已经购置或建造了平均计径计数法试验台（例如：邯郸 718 所，同剂大学，靖 江申达，深圳华盛，苏州科德堡，南京美埃，苏州 H&V） 。尽管存在争议，且新国标另有规 定，但国内采用平均计径计数法替代大气尘计数法是大势所趋。 平均计径计数法试验台进行计重法试验，可以进行大气尘计数法试验。略作改进，也可 以进行美国计数法试验。 标准：EN 779:2011，中国制冷空调工业协会 CRAA 432.1-2008，ISO/TS 。2.3.5最低效率计数法Particle Efficiency, ASHRAE52.2仅美国使用。旨在取代计重法和比色法。国际标准草案中低效率过滤器试验方法。 试验台与计重法和比色法所用类似，容尘试验尘也与计重法和比色法所用类似，计数测 量时改用氯化钾气溶胶。测量仪器为激光粒子计数器或普通光学粒子计数器。 试验过程中，在每次容尘试验之前和之后，对 0.3 μm～10 μm 之间的 12 个粒径段进行效 率测量，然后取 0.3～1、1～3、3～10 μm 三个区间各 4 个粒径段的效率平均值。达到规定终 阻力时停止试验。比较出试验全过程中上述三个区间各自平均效率的最低值，按那些最低值 将过滤器进行 MERV 分档（Minimum Efficiency Reporting Value） 。 大多数过滤器的最低效率发生在新过滤器时；静电过滤器的最低效率值出现在过滤器集 尘最多的情况下；带静电材料过滤器的最低效率值可前可后；如果积尘不被吹散的话，粗效 过滤器的最低值一般是初始值。 美国人说，其他试验方法都是欺骗（可能包括了他自己发明的计重法和比色法） ，我如今 的 MERV 方法才是对消费者负责的方法。 标准：ANSI/ASHRAE 52.2-1999。ISO/TS 。2.42.4.1高效过滤器试验方法全效率计数法，MPPS 效率欧洲通行，美国除国防工业外通行，中国通行。可以测量几乎所有 HEPA 与 ULPA 过滤器，取代传统方法的大趋势。 人们曾认为过滤器对 0.3 μm 粉尘的过滤效率最低，因此在评价高效过滤器时，将它对 0.3 μm 粉尘的过滤效率作为典型值。有很多方法可以产生并测量近似 0.3 μm 粉尘，于是就有 了诸如 DOP、油雾、钠焰、荧光等方法。 后来， 人们实测发现那个最难过滤的粉尘并不是 0.3 μm， 于是又曾经有过典型值 0.12 μm、 0.1 μm。现在测试手段改进了，利用激光粒子计数器，人们不仅可以测出粉尘浓度，也可以 测出每个粉尘的粒径，于是就有可能方便地测出那个效率最低的典型值，对应那个典型值的 粉尘粒径就是 MPPS（most penetratiable particulate size，最易透过粒径） ，与 MPPS 对应的那 个效率最低的数值就是 MPPS 效率。对原有试验台加以改造，可以测量 MPPS 效率。其中最 蔡杰/空气过滤常识31/100培训教材/2011主要的变化是粉尘测量装置，MPPS 效率测量需要能测到 0.1 μm 粉尘粒子计数器。 欧洲和美国的经验表明，对于高效过滤器，最容易穿透的粉尘粒径在 0.15 μm～0.30 μm 之间。ΔpΔp?p1 2 3 4 5 6G 级过滤器 F 极过滤器 风机 加热器 高效过滤器 气溶胶射入口7 8 9 10 11 12温度测量 湿度测量 采样，粒径分析 上游采样 静压环，差压测量 差压表13 14 15 16 17被试过滤器 流量测量 管内压力测量 流量测量 下游采样图 2-5MPPS 总效率试验台典型布置以前的各种方法需要高浓度粉尘，过滤器在检测过程中就已经被污染了。而 MPPS 测量 所需的粉尘浓度只是传统方法的百分之一至万分之一，如果怀疑过滤器被污染，其污染程度 与传统方法相比几乎可忽略不计，况且，MPPS 法改用很安全的 DEHS 粉尘。如果您仍不放 心，您认为哪种粉尘不污染过滤器，MPPS 法可以改用那种粉尘。 MPPS 是个概念。实际试验时，一种方法是测量规定粒径段的效率，然后取其中的最低 效率值，另一种方法是测量若干粒径段的效率值，然后作图找出 MPPS 点和对应的效率值。 相关标准：美国 IEST-RP-CC-007.1-1992，欧洲 EN 9，日本 JIS B9927，中国 制冷空调工业协会标准草案 CRAA 431.5-2008。ISO/FDIS 29463-5（国际标准最终草案，2010 年） 。2.4.2计数扫描法欧洲通行，美国类似，中国过去少量企业采用，如今的大趋势。 测量 H13 及更高效率的过滤器。 主要测量仪器为大流量激光粒子计数器或凝结核计数器（CNC） 。用计数器对过滤器的 整个出风面进行扫描检验。这种方法不仅能检查过滤器每一局部的效率，也能替代普通的 蔡杰/空气过滤常识32/100培训教材/2011MPPS 总效率试验，因为各局部效率的平均值就是总效率。 用计数器扫描一台过滤器需要较 长时间。为节省时间，可将若干组大 流量采样头集成或使用多台计数器， 这使检测速度大大提高，但一台扫描 台的检测速度仍赶不上一条普通过滤 器生产线的生产速度，所以主流过滤 器厂经常需要配置数台扫描装置。 计数扫描法是最严格的试验方法， 它对 HEPA 和 ULPA 产品进行最苛刻的检验。发达国家的过滤器制造商已经普遍采用了这种 方法，中国已有部分企业采用或计划改用计数扫描法。 与其他方法相比，计数法试验发尘量最小，因此对过滤器的污染也最小。但由此也带来 一个缺点，要获得足够稳定的计数值需要很长测量时间。美国的过滤器厂商认为，计数扫描 法可以迅速准确地找出过滤器上的漏点，但用很长时间来获得稳定的计数来判定效率的做法 不现实。美国 IEST 过滤器标准是过滤器厂家制定的，他们将测定 MPPS 效率的麻烦推给滤 材试验，认为滤材试验准确了，过滤器只要不漏，效率就有保证了。当然，如果客户坚持要 过滤器的测试效率而不是仅仅滤材效率，厂家可以延长测试时间去获得那个效率，多消耗的 试验时间在产品价格上找齐。 对客户来说，最理想的试验方法是使用 Latex 乳胶球做尘源，采用激光粒子计数器对过 滤器进行扫描试验。那种试验对过滤器的污染最小，但客户要承担额外的试验费用。 对于超高效过滤器，旨在得出效率的扫描需要很长时间，为此，由过滤器制造商制定的 试验方法标准将效率问题推给了滤材供货商。扫描时仅检查其是否有明显渗漏，不检测效率 值。利用这个理由，有些过滤器制造商甚至在高效过滤器的扫描中也将效率试验免了。 过滤器扫描中是否检测效率，如何检测，买卖双方协商确定。 相关标准：欧洲 EN 9，美国 IEST-RP-CC-034.2-2005，中国制冷空调工业协会 标准草案 CRAA 431.4-2008。ISO/FDIS 29463-4（国际标准最终草案，2010 年） 。 表 2-2 计数扫描法判定过滤器渗漏条件 MPPS 总效率 99.95% 99.995% 99.95% 99.999995% 局部最低效率 99.75% 99.975% 99.75% 99.9999%过滤器规格 H13 H14 U15 U16 U172.4.3钠焰法Sodium Flame源于英国，中国曾通行，欧洲通风协会旧标准（已废止） 。 试验尘源为单分散相氯化钠盐雾。 “量”为氢气火焰遇到金属钠原子发出特征光的光强。 主要仪器为火焰光度计。 盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经干燥形成微小盐雾并进入风道。在过滤器前后分别采 样，含盐雾气样使氢气火焰变色、亮度增加。以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度，并以此确 定过滤器对盐雾的过滤效率。 国家标准规定的盐雾颗粒质量中径为 0.4 μm，但对国内现有过滤器试验装置的实测结果 为质量中径 0.66 μm，计数中径 0.48 μm。欧洲对实际试验盐雾颗粒质量中径的测量结果也是 蔡杰/空气过滤常识33/100培训教材/20110.65 μm。 微电子行业拒绝金属离子，因此，微电子工业用的过滤器不应采用钠焰法试验。目前， 除英国核工业等少量场合应用外，中国是世界上惟一继续采用钠焰法的国家。 其他金属原子遇火焰时也会发生各种波长的特征光。从测量原理上讲，钠焰法亦称“火 焰光计法” 。 相关标准：中国 GB/T ，英国 BS ，欧洲 Eurovent 4/4（已废止） 。2.4.4DOP 法源于美国，曾在国际通行，中国从未实行过，但制造商经常打 DOP 效率的标签。 试验尘源为 0.3 μm 单分散 DOP（一种塑料增塑剂）液滴。 “量”为含 DOP 空气的散射 光强度，测量仪器为浊度计（photometer，又称“浊度计” ） 。以气样的散射光强度差别来判 定过滤器对 DOP 烟雾的过滤效率。 对 DOP 液体加热成蒸汽，蒸汽在特定条件下冷凝成 0.3 μm 左右的微小液滴，雾状 DOP 进入风道。测量过滤器前后气样的散射光，并由此判断过滤器对 0.3 μm 粉尘的过滤效率。 DOP 法是最早的高效过滤器试验方法，已经有 60 多年的历史，这种方法曾经是国际上 测量高效过滤器最常用的方法。早期，人们认为过滤器对 0.3 μm 的粉尘最难过滤，因此规定 使用 0.3 μm 粉尘测量高效过滤器。 若以测量原理归类，DOP 法也称“浊度计”法。 测量高效过滤器的 DOP 法也称“热 DOP 法” 。与此对应的“冷 DOP”是指 Laskin 喷管 （用压缩空气在液体中鼓气泡，飞溅产生雾态人工尘）产生的多分散 DOP 粉尘，在对过滤器 进行扫描测试时，有时采用冷 DOP 法发尘。 DOP 中含苯环，人们怀疑它致癌，因此许多实验室改用性能类似但不含苯环的油性替代 物，如 DOS，PAO（聚 α 烯） ，但试验方法仍习惯上称“DOP 法” 。 相关标准：美国军用标准 MIL-STD-282（1952） 。2.4.5油雾法Oil Mist原西德，原苏联，中国。 尘源为油雾， “量”为含油雾空气的散射光强度，仪器为浊度计。以气样的散射光差别来 判定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。 德国规定用液体石蜡，油雾粒径为 0.3 μm～0.5 μm。原苏联采用透平油。中国标准规定 的油雾颗粒质量中径为 0.28 μm～0.34 μm，对油的种类未做具体规定。 中国个别军工企业依然保留着油雾试验台，因为原苏联帮中国搞过滤器时使用的是油雾 法，但他们近几年纷纷建立了其他试验方法。俄罗斯已经淘汰了油雾法。目前，中国是世界 上惟一仍在标准中规定采用油雾法的国家。原苏联的油雾法的发尘浓度很高，因此油雾异味 重，试验时过滤器即被严重污染。这种方法在国外已经被淘汰，在中国被淘汰是时间早晚问 题。 油雾法在德国本土已经成为历史， 德国于 1993 年率先搞出了计数扫描法的国家标准， 欧 蔡杰/空气过滤常识34/100培训教材/2011洲标准 EN 1822 中的扫描法就是以德国计数扫描法标准为蓝本制定的。 值得指出，欧洲关于口罩的新标准规定使用钠焰法和液体石蜡油雾法，但名称改为“火 焰光度计法”和“液体石蜡法” 。空气过滤器试验已经淘汰了那两种方法。 从测量原理上讲，油雾法也属于“浊度法” 。 相关标准：中国 GB/T ，德国 DIN （已废止） 。2.4.6荧光法Uranine只有法国使用，且仅限于对部分核工业过滤器的试验。 试验尘源为喷雾器产生的荧光素钠粉尘。试验中，首先在过滤器前后采样，然后用水溶 解采样滤纸上的荧光素钠，再测量含荧光素钠水溶液在特定条件下的荧光亮度，这一亮度间 接地反映出粉尘的重量。以过滤器前后样品溶液的荧光亮度差别来判断过滤器效率。 根据法国标准，发尘装置产生的粉尘计数中径为 0.08 μm，质量中径为 0.15 μm。 荧光法比较麻烦，测量时要先采样，再清洗试样，然后再到暗室去测量荧光。实际上， 法国过滤器厂过去最常使用的是 DOP 法， 而不是自己规定的荧光法， 现在法国国家标准规定 计数扫描法，荧光法成了摆设。只有涉及到核级高效过滤器时，为了满足 30 年前传统客户的 需求，法国人才不得不使用荧光法。 除法国 60 余座反应堆和采用法国技术的德国个别反应堆外， 中国广东有 4 座反应堆的过 滤器规定使用荧光法。除了那 4 座反应堆外，中国个别并非采用法国技术的核电站也自行规 定使用荧光法检测过滤器。中国没有荧光法试验台，不知编制者如何编写出了那样的技术规 范。他这是跟要命的核技术打交道的呀。 相关标准：法国 NF X44-011-1972。2.4.7浊度计扫描尘源一般为多分散液滴，如 Laskin 喷管产生的 DOS 烟雾。使用浊度计对过滤器的全平 面进行扫描检漏。这种扫描方法能快速、准确地找到过滤器的漏点。由于尘源为多分散，而 浊度计不能确定粉尘粒径，所以这种扫描法给出的“过滤效率”没有什么实际意义。 有些人认为，只要对滤纸的品质和规格严加控制，过滤器的效率就已经确定了，因此， 仅进行以检漏为目的的扫描就可以保证过滤器的质量。如果客户不追究的话，国外也许是这 样情况，因为国际上就那么几个滤纸制造商，那几家公司的滤纸性能确实靠的住，否则他们 早倒闭了。国内可不敢这么干，因为国内滤纸生产厂家多，那些厂家目前的产品稳定性和生 产试验手段还没达到令过滤器厂商和过滤器用户放心的水平。 浊度计扫描检漏对生产过程的质量控制很有效，所用的测试设备又相对简单，因此美国 一些过滤器制造商使用这种方法。浊度扫描测试台很容易改成计数扫描台，花些钱将买台激 光粒子计数器就可以了。 相关标准：美国 IEST-RP-CC-034.3-2009。2.4.8烟缕检漏 蔡杰/空气过滤常识35/100培训教材/2011在暗室中，在过滤器上游发烟，用一束强光照射过滤器出风面，当过滤器有漏点时，可 以明显地看到漏点处的一缕青烟。这种方法可以准确地对漏点定位，以便进行可能的修补。 烟缕检漏方法不那么讲究，但十分有效。 对于某些批量小，形状特殊的过滤器，可能现有试验台难以进行严格的效率试验。若用 户认可，可以用烟缕检漏来替代效率试验。 是否用烟缕检漏来替代效率试验，条件是用户认可（订货文件中允许） 。此外，滤纸的来 源和效率数据必须靠得住。 发烟检验可以采用各种客户认可的油雾，例如水雾、舞台造雾常用的乙二醇烟雾。 相关标准：欧洲 EN9，ISO/FDIS 29463-5（国际标准最终草案，2010 年） 。2.4.9变风量检漏使用标准试验风道，如果降低风量后过滤器的效率降低，则肯定有漏点。在过去的高效 过滤器试验方法标准中，经常出现变风量检漏的方法。变风量检查只能判断过滤器是否有漏 点，不能对漏点定位。 当有了扫描试验台，就可以不再用那种方法了。但美国 IEST 仍规定对某些产品进行变 风量检验，原因可能改变那些传统产品的试验方法的程序太繁杂而不值得去改变。 相关标准：美国 IEST-RP-CC-001.5-2009。国家标准 GB/T 。2.52.5.1常见过滤器规格国标过滤器规格对于一般通风用过滤器， 新版国家标准 GB/T14295 按计重效率和干净新过滤器的大气尘计数法效率将过滤器分成粗、中、高中、亚高 4 个组，并将粗效和中效进一步分成若干级， 见表 2-3。 表 2-3性能指标 代号 性能类别一般通风用过滤器分类 ― 大气尘计数法迎面风速 m/s 1.0 1.5 额定风量下的效率 E， % 99.9&E≥95 95&E≥70 额定风量下的 初阻力 ΔPi，Pa 额定风量下的 终阻力 ΔPf，Pa 240 200 160亚高效 高中效 中效 1 中效 2 中效 3 粗效 1 粗效 2 粗效 3 粗效 4YG GZ Z1 Z2 Z3 C1 C2 C3 C4≤120 ≤100 ≤80粒径≥0.5 μm2.070&E≥60 60&E≥40 40&E≥20 E≥50 50&E≥20 E≥50 50&E≥10粒径≥2.0 μm2.5标准人工尘计 重效率≤50100注：当效率测量结果同时满足表中两个类别时，按较高类别评定。 蔡杰/空气过滤常识36/100培训教材/2011新国标计数法与 CRAA 计数法和国外计数法主要差别在于： ① 对于 C2 及更高效率过滤器， 国标仅测量新过滤器效率，CRAA 标准规定测量发尘试 验全过程的过滤器平均效率； ② 国标测量大于某粒径全部粒子的过滤效率，CRAA 测量某粒径段粒子的效率； ③ 国标测量大气尘，CRAA 国外计数测量时使用规定气溶胶。 ④ 新国标对迎面风速进行了规定。对于一般通风过滤器，多年的实践是，对于名义尺 寸 610mm×610mm 的过滤器，若无特别指定，额定风量为 3400 m3/h，对应迎面风 速应为 2.54 m/s。 ⑤ 国标规定，同时满足 2 个类别时，按较高类别评定。国际惯例，同时满足两 2 个类 别时，取低者。 新国标与国内外过滤器制造业和用户的实践严重脱节。目前，笔者未见哪家主流过滤器 制造商使用 GB/T 为过滤器分类。2.5.2国标高效过滤器分类定性检漏试验时局部渗漏限值 定性检漏试验时局部透 过率限值，% 1 0.1 0.01 0.01 0.001 0.000 1新版国标 GB/T
对高效过滤器的分类见表 2-4。类别 A B C D E F 额定风量下的效率，% 99.9（钠焰法） 99.99（钠焰法） 99.999（钠焰法） 99.999（计数法） 99.999 9（计数法） 99.999 99（计数法）粒/采样周期下游≥0.5 μm 的微粒采样计数超过 3 粒/min（上游对应粒径范围气溶胶溶 度须不低于 3×104/L） 下游≥0.1 μm 的微粒采样计数超过 3 粒/min（上游对应粒径范围气溶胶溶 度须不低于 3×106/L）新国标分类与 CRAA 分类和国外分类的主要差别在于： ① 99.9%的过滤器归入“高效” ，这种规定是全世界的惟一。相比之下，其他标准规定 的最低效率为 99.97%（各种方法）或 99.95%（MPPS） 。国内主流过滤器制造商高效 过滤器不包含 99.9%这个规格。国内所有设计院和绝大多数用户也不认为 99.9%是 “高效” 。 ② 全世界惟一规定使用钠焰法（对此有争议） 。2.5.3CRAA 效率分组与分级见 2.1.5“CRAA 分级”和表 2-1。 蔡杰/空气过滤常识37/100培训教材/20112.5.4欧洲效率规格标准 规格 EN 779:2002（EN779:2011） 计重法，% Arrestance 50≤E&65 65≤E&80 80≤E&90 90≤E 40≤E&60 60≤E&80 80≤E&90 消除静电 90≤E&95 后滤材初 始效率 95≤E 平均计数法，% 0.4 μm Average Efficiency EN 9 最易透过粒径法，% MPPS表 2-4 欧洲分类G1 G2 G3 G4 F5（M5） F6（M6） F7 F8 F9 E10 E11 E12 H13 H14 U15 U16 U17≥35 ≥50 ≥70 85≤E&95 95≤E&99.5 99.5≤E&99.95 99.95≤E&99.995 99.995≤E&99.5≤E&99.95≤E&99..999995≤E注①： 当试验终阻力为 450 Pa 时，对 0.4 μm 处的平均计数效率值相当于比色法效率值。 注②： 由于是发尘试验，平均计数效率值高于中国现行方法测出的初始效率值。 注③： 括号中的标准和分类为即将颁布的欧洲标准。 蔡杰/空气过滤常识38/100培训教材/20112.5.5美国 ASHRAE 效率规格传统上， 美国供热制冷与空调工程师协会 （ASHRAE） 负责制定一般通风用过滤器标准， 而美国环境科学与技术研究所（IEST）负责高效过滤器标准。 美国 ASHRAE52.2 用计数法替代了通行多年的、ASHRAE52.1 规定的比色法。 表 2-5 Ashrae 52.2 最低效率 报告符 MERV1 MERV2 MERV3 MERV4 MERV5 MERV6 MERV7 MERV8 MERV9 MERV10 MERV11 MERV12 MERV13 MERV14 MERV15 MERV16 美国供热、制冷与空调工程师协会规格，ANSI/ASHRAE 52.2-2007 各粒径组平均粒径效率，% μm 1 2 3 0.3～1.0 1.0～3.0 3.0～10.0 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 E2&75 75≤E1&85 85≤E1&95 95≤E1 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 E2&50 50≤E2&65 65≤E2&80 80≤E2 90≤E2 90≤E2 90≤E2 95≤E2 E3&20 E3&20 E3&20 E3&20 20≤E3&35 35≤E3&50 50≤E3&70 70≤E3 85≤E3 85≤E3 85≤E3 90≤E3 90≤E3 90≤E3 90≤E3 95≤E3 Ashrae 52.1 平均计重 效率 Aavg&65 65≤Aavg&70 70≤Aavg&75 75≤Aavg 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 试验终阻 力 Pa 75 75 75 75 150 150 150 150 250 250 250 250 350 350 350 350注：终阻力应不低于 2 倍初阻力，或按上表取值，取两者中的大者。 E1 为 0.30～0.40，0.40～0.55，0.55～0.70，0.70～1.0μm 四个粒径区间、试验全过程中的最低平均值； E2 为 1.0～1.3，1.3～1.6，1.6～2.2，2.2～3.0μm 四个粒径区间的最低平均值； E3 为 4.0～4.0，4.0～5.5，5.5～7.0，7.0～10.0μm 四个粒径区间的最低平均值。2.5.6美国 IEST 规格，IEST-RP-CC001.5-2009美国环境科学技术学会将 IEST 高效过滤器和超高效过滤器按性能分成 A～K 共 11 个级 别，见表 2-6，按构造分成 6 个等级，见表 2-7。 蔡杰/空气过滤常识39/100培训教材/2011表 2-6IEST 过滤器性能级别及试验方法透过率试验 扫描试验（见注） 备注 最低额定效率 99.97%过滤器 性能等级 HEPA-A 级 HEPA-B 级 HEPA-C 级 HEPA-D 级 HEPA-E 级方法MIL-STD282 MIL-STD282 MIL-STD282 MIL-STD282 MIL-STD282气溶胶 热 DOP 热 DOP 热 DOP 热 DOP 热 DOP方法 无 无 浊度计 浊度计 无 粒子计数器 浊度计**气溶胶 无 无 多分散 DOP 或 PAO 多分散 DOP 或 PAO 无 双风量 检漏 双风量 检漏99.97% 99.99%对 0.3μm 粒子99.999% 99.97% 0.1～0.2μm 或ULPA-F 级IEST-RP-CC007未规定未规定0.2～0.3μm 区间的低值 99.999% 对 0.1～0.2μm 或 未规定0.2～0.3μm 区间的超级 ULPA-G 级IEST-RP-CC021*未规定粒子计数器低值 99.9999%IEST-RP-CC007HEPA-H 级未规定浊度计多分散 DOP 或 PAO 双风量 检漏对 0.1～0.2μm 或0.2～0.3μm 区间的低值 99.97% 对 0.1～0.2μm 或0.1～0.2μm 区间的HEPA-I 级IEST-RP-CC007未规定无未规定低值 99.97% 对 0.1～0.2μm 或0.2～0.3μm 区间的HEPA-I 级IEST-RP-CC007未规定粒子计数器 浊度计 粒子计数器 浊度计多分散 DOP 或 PAO 多分散 DOP 或 PAO低值 99.99% 对 0.1～0.2μm 或0.2～0.3μm 区间的ULPA-K 级IEST-RP-CC007未规定低值 99.995%* 制造过滤器前先测定滤材的最易透过粒径（MPPS） 。此级别过滤器不进行总透过率试验。 注：对 C、D、F、G 级过滤器可使用两种扫描方法中的任意一种，或买卖双方商定的其他方法。 ** 此级（F 级）过滤器可使用浊度计或粒子计数器进行扫描检漏试验。在现场进行手工扫描检测时，需 对稀释和计数统计问题予以特别关照。IEST 分级的顺序是历史形成的，字母顺序并不代表性能高低。每修订一次标准，新增性 能级别顺着拉丁字母增加。例如，1993 年版 IEST-RP-CC001.3 的分级为 A～F，2005 年版 IEST-RP-CC001.4 新扩充到 A～K，2009 年版的 IEST-RP-CC1.5 沿用 1.4 版规定。 B 级、A 级、E 级过滤器的效率相同，A 级和 E 级增加了 100%与 20%额定风量比较检漏 试验， E 级用于过滤毒物、 核污染物等危险性粉尘， 必须符合美国军用与原子能标准 ASME-AG -1 的相关要求。H 级与 I 级，差别也仅在于是否进行双风量试验。 蔡杰/空气过滤常识40/100培训教材/2011表 2-7IEST 过滤器构造等级 符合标准 ASME-AG-1 第 FC 章 ANSI/UL586 ANSI/UL900 防火Ⅰ级 ANSI/UL900 防火Ⅱ级 FM（工厂互动研究公司）构造等级 1级 2级 3级说明全部采用阻燃材料，并通过附加的恶劣环境与粗放操作试验。主要用于 军用设备、核级空气净化系统和重载工业用途。构造 1 级过滤器的性能 级别（见表 2-7）只有 B 和 E，原因是 ASME-AG-1 仅指定了这两者。 全部采用阻燃材料，并通过附加的潮湿与低温暴露试验。 ASME-AG-1 列出了除低温试验外的其他所有试验项目。 清洁情况下，遇明火时不会成为供燃烧的燃料，仅散发可忽略不计的少 量烟雾。这条要求并未直接限定原材料，但对将过滤后空气输送到有人 空间的场所，选材时应特别关注过滤器产生的烟雾。 清洁情况下，遇明火会轻度燃烧，或散发少量的烟，或两者同时发生。 除了涂覆在滤材上的粘尘剂外，这条要求并未直接限定其他原材料，而HEPA 和 ULPA 过滤器上也没有粘尘剂。4级过滤器由阻燃材料制造，经审核可用于洁净室吊顶或侧墙系统。合格试 验涉及整个系统，包括支持过滤器的框架、密封剂和过滤器。整个系统 不会助长火焰蔓延，只产生极少的烟，或不产生任何烟。 可以由非阻燃材料制造。用于不重要或无安全要求的场所。5级 6级无阻燃要求2.5.7国标耐火级别国标 GB/T
中，过滤器按 GB《建筑材料及制品燃烧性能分级》分 成 3 个级别。国内尚没有针对过滤器防火特性的标准试验方法，暂用建筑材料的相关标准。2.5.8美国 UL 防火等级，ANSI/UL 900-2009Ⅰ级：清洁状态下遇明火时不燃烧，且仅散发微不足道的烟雾； Ⅱ级： 清洁状态下遇明火时轻微燃烧， 或散发少量烟雾， 或这两种轻微反应同时出现。美国保险商实验所（UL）将过滤器按防火性能分为 2 个级别：UL900 规定了过滤器防火性能的量化试验方法。UL 对全世界的过滤器的防火性能进行 商业性试验。 蔡杰/空气过滤常识41/100培训教材/20112.5.9日本规格一般通风过滤器表 2-9 试验方法分类（JIS B ） 试验项目 计数法 0.3 μm 粒子过滤效率（初值） ，阻力 1) 比色法 效率或光散射积算法效率（平均 值） ， 容尘量，阻力 计重法 2) 过滤效率（平均值） ，容尘量，阻力 计数法效率（初值） ，臭氧发生量，阻力 主要应用范围 过滤超细粉尘的过滤器 过滤微细粉尘的过滤器 过滤粗粉尘的过滤器 过滤微细粉尘的电集尘器试验方法 第1类 第2类 第3类 第4类1) 2)日本比色法与美国比色法不同，效率试验采用的是人工气溶胶而不是大气尘。 日本计重法采用的是日本标准规定的关东亚黏土。 洁净室用高效过滤器（JIS B ） 过滤器性能划分 典型过滤器 中效率过滤器 高效率过滤器 HEPA 过滤器 ULPA 过滤器表 2-10○：适用 阻力试验 ○ ○ ○×：不适用 扫描试验 × ○ （若要求） ○效率试验 ○ ○ ○对 0.3 μm 或 0.3 μm 以上粒 子，效率&99.9}
过滤器讲义-空气过滤常识
空气过滤常识洁净工程师培训教材蔡杰，2011 年 2 月 蔡杰/空气过滤常识2/100培训教材/2011空气过滤常识目 录前言 .................................................................................................................................................. 4? 第一章? 1.1? 1.2? 1.3? 1.4? 1.5? 1.6? 1.7? 1.8? 1.9? 1.10? 第二章? 2.1? 2.2? 2.3? 2.4? 2.5? 2.6? 2.7? 2.8? 第三章? 3.1? 3.2? 3.3? 3.4? 3.5? 3.6? 3.7? 3.8? 空气过滤基础知识 ....................................................................................................... 5? 过滤机理 ................................................................................................................... 5? 过滤器效率与阻力 ................................................................................................... 8? 范德瓦尔斯力 ......................................................................................................... 13? 典型颗粒物尺度 ..................................................................................................... 14? 容尘量 ..................................................................................................................... 15? 大气中的粉尘 ......................................................................................................... 15? 化学过滤器 ............................................................................................................. 17? 过滤器的能耗 ......................................................................................................... 19? 过滤器不是筛子 ..................................................................................................... 19? 思考题 ..................................................................................................................... 20? 过滤效率与过滤器规格 ............................................................................................. 23? 过滤效率分级与标识 ............................................................................................. 23? 效率规格比较 ......................................................................................................... 26? 一般通风过滤器试验方法 ..................................................................................... 27? 高效过滤器试验方法 ............................................................................................. 30? 常见过滤器规格 ..................................................................................................... 35? 过滤器尺寸 ............................................................................................................. 42? 额定风量 ................................................................................................................. 44? 标准化动向 ............................................................................................................. 45? 过滤器选用经验 ......................................................................................................... 47? 合理确定各级过滤器效率 ..................................................................................... 47? 选择过滤面积大的过滤器 ..................................................................................... 47? 高效过滤器必须经过逐台检验.............................................................................. 48? 各种场所过滤器效率的配置 ................................................................................. 48? 调整各级过滤器的使用寿命 ................................................................................. 49? 过滤器没有多功能 ................................................................................................. 49? 过滤器难以应付的场合 ......................................................................................... 50? 清洗与一次性 ......................................................................................................... 51? 蔡杰/空气过滤常识3/100培训教材/20113.9? 3.10? 3.11? 3.12? 3.13? 3.14?防火与可燃 ............................................................................................................. 51? 洁净室高效过滤器 ................................................................................................. 52? 洁净室 HEPA 过滤器的使用寿命.......................................................................... 54? 过滤器误区 ............................................................................................................. 54? 典型场所过滤器配置 ............................................................................................. 59? 使用化学过滤器的典型场所 ................................................................................. 61?附录 A 空调与洁净室典型过滤器产品 ..................................................................................... 62? 袋式过滤器 ............................................................................................................................ 62? 有隔板过滤器......................................................................................................................... 62? 无隔板高效过滤器 ................................................................................................................. 63? 无隔板通风过滤器 ................................................................................................................. 64? 低效率平板过滤器 ................................................................................................................. 64? 高效过滤风口......................................................................................................................... 65? 滤扇（FFU） ......................................................................................................................... 66? 附录 B 附录 C C.1 C.2 C.3 C.4 C.6 C.7 C.8 C.9 C.10 C.11 空气过滤器与过滤材料标准目录.................................................................................. 67? 其他知识 ......................................................................................................................... 71? 反弹与脱尘 ................................................................................................................... 71? 拦截 ............................................................................................................................... 71? 液体过滤 ....................................................................................................................... 71? 表面过滤与深层过滤 ................................................................................................... 72? 静电过滤 ....................................................................................................................... 73? 化学过滤器饱和之后 ................................................................................................... 73? 高效滤纸试验 ............................................................................................................... 73? 中国早期高效过滤器 ................................................................................................... 74? 试验气溶胶对高效过滤器的污染.............................................................................. 75? 空气粒子计数器 ......................................................................................................... 76?附录 D （课外读物） 高效过滤器试验方法的变迁.................................................................. 78? 附录 E （课外读物） 过滤七嘴八舌 .......................................................................................... 82? E.1 E.2 E.3 E.4 E.5 附录 F 相信你自己 ................................................................................................................. 82? CRAA 标准募捐书 ....................................................................................................... 87? 空气净化新概念 ........................................................................................................... 89? 流行语 ........................................................................................................................... 96? 大家来过老板瘾 ........................................................................................................... 98? 资料性信息 ..................................................................................................................... 99? 蔡杰/空气过滤常识4/100培训教材/2011空气过滤常识蔡 杰*前言过滤器是个“口罩” ，它应该可靠、好用、顺眼、方便。我靠它吃饭，我说它口罩，没贬 它的意思。 过滤器诸多性能中， “可靠”应排在第一。过滤器伺候高精尖，性能靠不住，其他一切免 谈。当用户对新技术或新创意的可靠性存在疑虑，他宁可保守些，选择经过多年实践确认可 靠的老产品。数据也要可靠，过滤性能靠检测，说效率 99.99%，它就得是 99.99%，谁测都 这数儿。 其次是“好用” 。芯片厂要求无挥发物；涂装厂要求无硅酮；去年一买主儿要防火，今年 他改戏要环保可焚烧；路北纺织厂要防静电，对面化纤厂指定静电过滤。每个用户都有特定 要求，过滤器要跟得上那些要求。 第三是“顺眼” 。过滤器是个简单配件，但使用场所万般讲究。为此，过滤器得贵族些， 比如，生产环境像那么回事儿，检验手段得齐全。 第四是“方便” 。这是指，通用性强，操作简单，供货便利，交流容易。 笔者曾搞过滤理论研究，在而后的产品推销活动中，习惯性地拿理论说事儿，说多了， 发现挂嘴边儿的就那么一小段，即第一章开头的“过滤机理” 。实际应用中，新技术不多，但 新名词儿年年有。您得勤给过滤器换标签，否则卖不动。有些“戏说”收在附录 E 中，正文 和其他附录中也有些。读者没必要对我的调侃认真。 同过滤器打交道，更多靠经验。经验中，常见的就那么几条，如：效率的含义和试验方 法，合理确定各级过滤器效率，预过滤器的优劣影响下一级过滤器的使用寿命，选择有效面 积大的过滤器。针对国内现状，本文特别提到些本土经验，例如：高效过滤器必须经过逐台 检测，过滤器没有多功能。 这份讲义主要摘自笔者的专著 《空气过滤 ABC》 （中国建筑工业出版社， 2002 年 10 月） 。 洁净工程师资格培训，我负责空气过滤器的教材，从 2003 年到现在，这是第 6 版。培训教材 本应规矩些，可我野路子，真规矩了别人反倒觉得不正常。 培训，不管组织者是协会学会官办民间，不论听众是教授打工仔还是专家老总，我只有 这一份讲义。 我鼓励读者挑这份讲义的毛病。本人掌握过滤技术的过程就是个不断挑毛病的过程。挑 书本毛病，挑制造商毛病，挑设计师毛病，挑施工队毛病，挑操作工毛病，挑老总毛病。当 然，挑自己毛病最方便。挑毛病成瘾了，您就能挑到点子上，您就专家了。*蔡杰，1954 年生，男，汉族，钳工，博士，自由职业。主要工作领域：热能工程，空气净化，设施农业。 E-mail： 蔡杰/空气过滤常识5/100培训教材/2011第一章 空气过滤基础知识1.1 过滤机理图 1-1过滤材料与粉尘的电镜照片1.1.1碰撞并粘住空气中的尘埃粒子，或随气流运动，或作无规则运动，或受某种场力的作用而移动。当 运动中的粒子撞到障碍物，粒子与障碍物表面间存在的范德瓦尔斯力使他们粘在一起。1.1.2纤维过滤材料空气过滤材料应能：既有效地拦截尘埃粒子，又不对气流形成过大阻力。无规则排列的 纤维材料符合这些要求。杂乱交织的纤维形成对粉尘的无数道屏障，纤维间宽阔的空间允许 气流顺利通过，见图 1-1。1.1.3惯性原理大粒子在气流中作惯性运动。 气流遇障绕行， 粒子因惯性偏离气流方向并撞到障碍物上， 见图 1-2。粒子越大，惯性力越强，撞击障碍物的可能性越大，因此过滤效果越好。 蔡杰/空气过滤常识6/100培训教材/2011惯性扩散图 1-2粉尘撞击过滤材料示意1.1.4扩散原理小粒子作无规则的布朗运动，见图 1-3。小粒子因无规则的布朗运动撞击障碍物，见图 1-2。对无规则运动作数学处理时使用传质学中的“扩散”理论，所以有扩散原理一说。粒子 越小，无规则运动越剧烈，撞击障碍物的机会越多，因此过滤效果越好。气体分子 图 1-3小颗粒物气体分子与小颗粒物的运动轨迹1.1.5效率随尘粒大小而异过滤效率小于 0.1 μm （微米） 的粒子布朗运动剧烈， 主要作扩散运动，粒子越小，撞击过滤介质的 几率越大，因此过滤效率越高；大于 0.3 μm 的 粒子主要作惯性运动，粒子越大，效率越高。 在惯性和扩散都不显著的 0.1 μm～0.3 μm 之间，效率有一处最低点，该粒径大小的粉尘 最难过滤。见图 1-4。 图 1-4最难过滤的 粉尘 粉尘粒径 最低 效率惯 性 为 主 主 为 散 扩过滤效率与粒径的关系 蔡杰/空气过滤常识7/100培训教材/20111.1.6阻力纤维使气流绕行，产生微小阻力。无数纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。 过滤器阻力随气流量的增加而提高，通过增大过滤材料面积，可以降低穿过滤材的相对 风速，以减小过滤器阻力。1.1.7动态性能被捕捉的粉尘与滤材成为一体，相当于滤材密实了。于是，使用中过滤器的阻力逐渐增 加，过滤效率略有改善。 被捕捉的粉尘大都聚集在过滤材料的迎风面上。滤料面积越大，能容纳的粉尘越多，过 滤器的使用寿命越长。1.1.8过滤器报废滤材上积尘越多，阻力越大。当阻力大到设计所不允许的程度时，过滤器的寿命就到头 了。有时，过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散，出现这种危险时，过滤器也该报 废。1.1.9静电若过滤材料带静电或粉尘带静电，过滤效果可以明显改善。其原因：静电使粉尘改变运 动轨迹并撞向障碍物，静电力增加材料与粉尘间的粘接力。静电图 1-5粉尘通过驻极体（静电）滤材示意1.1.10 其他机理见附录 B。 蔡杰/空气过滤常识8/100培训教材/20111.21.2.1过滤器效率与阻力过滤效率空气过滤器的“过滤效率”是被捕捉的粉尘量与过滤器上游空气含尘量之比：过滤效率=过滤器捕集粉尘量 上游空气含尘量= 1?下游空气含尘量 上游空气含尘量效率的意义看似简单，但它的数值却因试验方法的不同而大不一样。 在决定过滤效率的因素中，粉尘“量”的含义多种多样，由此计算和测量出来的效率数 值也就五花八门。实用中，有粉尘的总重量、粉尘的颗粒数量；有时是针对某一典型粒径粉 尘的量， 有时是所有粒径粉尘的量； 还有用特定方法间接地反映浓度的采样纸的不透明度 （比 色法） 、荧光量（荧光法） ；有某种状态下的瞬时量，也有发尘试验全过程变化效率值的加权 平均量。 对同一只过滤器采用不同的方法进行测试，测得的效率值就会不一样。各国家、各厂商 使用的试验方法不统一，对过滤器效率的解释和表达大相径庭。离开试验方法，过滤效率无 从谈起。 为了省事并减少误解， 实用中有些用代号表示效率的方法， 那些代号既明确了试验方法， 也确定了效率指标。例如：HEPA、高中效、MERV9、H13、U15，等等。厂商为了向各种背 景的用户推销产品，随心所欲地使用效率标识。如果您一定要知道具体的效率数值，请别忘 记指定试验方法和计算方法。 对各种效率的详细解释见第二章。高效过滤器试验发展史的非官方介绍见附录 D。1.2.2过滤器阻力阻力 终阻力过滤器对气流形成阻力。 过滤器积灰， 阻力增加，当阻力增大到某一规定值时， 过滤器报废。 新过滤器的阻力称 “初阻力” ； 对应过 滤器报废的阻力值称 “终阻力” ， 见图 1-6。 工程设计中，常需要个名义阻力，习惯的 做法是取初阻力和终阻力的平均值。 终阻力的选择直接关系到过滤器的使 用寿命、系统风量变化范围、系统能耗。 一般情况下，终阻力的选取是空调设初阻力 报废时间图 1-6过滤器阻力计师的事。有经验的工程师可以根据现场情况改变原设计的终阻力值。 多数情况下， 一般通风过滤器使用现场的终阻力控制在初阻力的 2～4 倍； 高效过滤器终 阻力是初阻力的 1.5～2 倍。 蔡杰/空气过滤常识9/100培训教材/2011低效率过滤器常使用粗纤维滤料，由于纤维间空隙大，过大的阻力有可能将过滤器上的 积灰吹散，此时，阻力不再增高，但过滤效率降为零，见图 1-9。因此，要严格限制 G4 以下 过滤器的终阻力值。 表 1-1 中给出一些建议的终阻力，它来自经验，没多少道理好讲。表 1-1终阻力建议值 建议终阻力 Pa 75～200 150～250 250～300 300～400 400～450 400～600，或 1.5～2 倍初阻力 常用名称 CRAA 粗效，国标粗效 CRAA 粗效，国标中效 CRAA 中效，国标中效 CARR 中效，国标高中效 CRAA 亚高效，国标亚高效 HEPA 和 ULPA过滤效率规格 中国 CRAA（欧洲 EN） G3 G4 F5～F6 F7～F9 Y10～Y12（E10～E12） 高效和超高效注：若无特别说明，本讲义中的效率规格使用 CRAA 规格。过滤器达到终阻力，可能意味着要立刻更换过滤器，也可能意味着要做计划在明天、下 星期、或下个月更换过滤器。使用者怎样看待终阻力取决于现场具体规定和操作者的经验， 终阻力的取值高低也取决于使用者对终阻力的解释。1.2.3 1.2.4阻力监测 例外情况每个过滤段都应安装阻力监测装置。终阻力要靠仪表判定，不能仅凭操作者的感觉。少数情况下，过滤器的使用寿命靠人为规定，而不是靠终阻力。例如，生物安全实验室 进行新菌种试验前可能要更换过滤器；有些微生物敏感企业每年梅雨过后更换过滤器。 如果没有阻力监测装置，那只好人为规定过滤器更换周期。出现这种情况，操作者与上 司、供应商与用户、技术与生产之间，有扯不清的皮。 蔡杰/空气过滤常识10/100培训教材/20111.2.5使用期间效率与阻力变化多数情况下，使用中过滤器的阻力不断攀升，效率也有所增加。这是由于，粉尘成为附 加的滤材，见图 1-7 和图 1-8。图 1-8粉尘在过滤材料上的堆积，计算机模拟图 1-7 粉尘在过滤材料上的堆积几种典型的效率与阻力变化见图 1-9～图 1-13。 蔡杰/空气过滤常识11/100培训教材/2011效率 100%效率阻力 终阻力时间阻力时间终阻力时间时间图 1-9大多数过滤器的效率与阻力变化图 1-10某些很低效率过滤器的效率与阻力变化新过滤器，阻力增长缓慢，而后增长速度加快。 过滤器的终阻力定在迅速增长之前。纤维间空隙大，过滤风速高，纤维间堆积的粉尘可能被吹 散。过滤器终阻力定在粉尘被吹散风险的阻力之下。效率效率阻力 终阻力时间阻力 上限阻力时间下限阻力时间时间图 1-11某些低效率过滤器的效率与阻力图 1-12效率与阻力周期波动的过滤器效率不断上升，过滤器寿命将尽时，效率比最高值略有 下降。自动卷绕式过滤器，带自动清灰功能的过滤装 置。 蔡杰/空气过滤常识12/100培训教材/2011效率图 1-13效率下降的过滤器① 过去曾有人盲目地为化纤滤材加静电， 而滤材的静 电不稳定，致使效率迅速下降。 ② 静电过滤器（或称电子过滤器）因极板集灰电场减 弱也会出现效率下降现象。 但下降不像本图所示那 样明显。阻力时间时间图 1-9 给出的效率上升趋势是实验室测量情况。多年来，人们认为现场使用中过滤器的 效率也是这样变化的。近些年，有人对此提出质疑，并通过监测表明，过滤器的现场效率曲 线变化并不那么规矩，见图 1-14，对带静电的化纤过滤材料来说，现场曲线与实验曲线相差 比较大。过滤效率验曲线 实验室试使用现场情况使用时间图 1-14实验效率曲线与现场使用情况 蔡杰/空气过滤常识13/100培训教材/20111.3范德瓦尔斯力两个物体接触时，表面间存在一种微小的受力引力， 它不是人们熟悉的万有引力， 不是磁力， 也不是静电力，它是一种分子与分子、分子团 与分子团之间的力，课本上管它叫“范德瓦尔 斯力” ，或“范德华力” 。 从微观上讲，单个原子或分子中带负电的 电子云有个中心， 带正电的原子核也有个中心， 当这两个中心不重合，就产生电偶矩。单个偶 极可能瞬息万变，也可能相对稳定，但多个偶 极凑在一起，就会对周围物体产生引力。这种 引力很微弱，其量值比化学键小 1～2 个数量级。它的作用区间也很窄，距离大了引力消失； 距离太近（＜7?）时电子云重叠，相邻分子又互相排斥。 粉笔末留在黑板上，因为范德瓦尔斯力可以对付那些粉末；粉笔头不会被黑板粘住，因 为与重力相比，范德瓦尔斯力微不足道。 空气中的粉尘互相碰撞， 因范德瓦尔斯力而合为一体， 聚成大颗粒粉尘， 即所谓 “凝并” 。 室内的粉尘撞到墙上并留在那里， 使壁面 “褪色” 或形成黑渍。 粗糙表面因粉尘的接触面大， 更容易粘住粉尘。 在过滤器中的过滤介质是迷宫，置身其中的粉尘比平时有更多机会撞击障碍物，并因过 滤介质中无处不在的范德瓦尔斯力而留下来。 在特定情况下，静电力也参与捕捉粉尘的过程。如果过滤介质带静电，过滤效果会明显 改善，其原因之一是静电力使粉尘改变轨迹而撞击障碍物，之二是静电力比范德瓦尔斯力更 容易将粉尘粘住。粉尘也可以被人为地加上静电，使他们容易被其他物体吸附，例如静电过 滤器和电除尘器。 范德瓦尔斯力太小，我们感觉不到，但我们可以注意到它的存在。玻璃窗上沾灰，那是 范德瓦尔斯力。房间装修的褪色，那也是。 房间不打扫，屋内挂满“蜘蛛网” 。那“蜘蛛网”跟蜘蛛没关系。室内空气中有很多纤维 状粉尘，来自服装、纸张等。纤维粉尘接触天花板，因范德瓦尔斯力粘在那里。下一根纤维 粉尘撞上前一根纤维，也挂在那。纤维多了，就搭成蜘蛛网了。不信，您可以做个实验：蜘 蛛编的网有强度，而粉尘搭成的蜘蛛网一碰就散。 图 1-15 范德瓦尔斯力作用范围0 距离 蔡杰/空气过滤常识14/100培训教材/20111.4典型颗粒物尺度美国斯坦福研究所（Stanford Research Institute）的研究人员曾勾画了一张粉尘颗粒度比较图，几十年来，那张图被广泛引用，斯坦福研究所也在不断地修改、补充那张图。图 1-16 就是那张著名的图表。(1A) 0.0001o(1nm) 0.001颗粒物尺寸，μm0.01 0.1 1可见光10100(1mm) 1000(1cm) 10000电磁波X射线紫外线 太阳辐射近红外线远红外线微波颗粒物 技术定义空气 颗粒物 土壤固态 液态烟 雾状 黏土 霾 松香烟雾 燃油烟雾 烟草烟雾 冶金粉尘与烟雾 漂白粉 碳黑 氧化锌烟雾 胶体氧化硅 艾肯核（高空凝雾核） 高空粉尘 海盐核 燃烧核 淤泥 云与云雾尘 滴状 细沙 雾 细雨 粗沙 雨 沙砾大气悬浮物肥料，石灰 燃烧飞灰 煤尘H2典型颗粒物与 气体分子O2 CO2 C4H6 F2 Cl2气态分子 直径N2 CH4 SO2 CO H2O HCl C4H10 0℃时气态分子当量直径水泥灰尘 沉降硫磺 接触硫磺 粉碎性煤粉 颜料粉末 矿砂 杀虫药粉 滑石粉 植物孢子 奶粉 花粉 碱雾 面粉 喷雾器雾化 引发肺病 气喷 的颗粒物 液滴 成人红血球,7.5μm± 0.3μm 细菌 毛发 电子筛分 普通显微镜 淋洗法 沉降法 浊度法② 光透射 扫描法海滩细沙水滴病毒 撞击采样 超微显微镜① 电子显微镜 离心法 超速离心分离筛分 ①估计平均粒径，但不能 测量粒径分布。 ②经过特殊标定后，可以 测量粒径分布。 肉眼可辨 机械方法，千分尺，卡尺等粒度分析方法X光衍射① 吸附色谱①凝结核计数器 超声波分离（工业上很少应用）光散射② 电导测量沉降室 旋风除尘空气净化方法湿法除尘 布袋除尘器 过滤床 普通过滤器 高性能过滤器 热沉降（只用于采样） 静电吸附 惯性除尘装置 机械除尘0.0001 o (1A)0.001 (1nm)0.010.1110100颗粒物尺寸，μm1000 (1mm)10000 (1cm)图 1-16典型颗粒物尺度 蔡杰/空气过滤常识15/100培训教材/20111.5容尘量容尘量是过滤器在特定试验条件下容纳特定试验粉尘的重量。这里的“特定”是指： a. 标准试验风洞，以及相关试验与测量设备；b. 比实际大气粉尘颗粒大得多的“标准尘” ； c. 委托方与试验方商定、或标准规定的试验方法与试验数据处理方法；d. 委托方与试验方商定的终止试验条件。 容尘量与过滤器实际容纳粉尘的重量没有直接对应关系，孤立的容尘量数据对用户没任 何意义。例如，一只过滤器的试验容尘量为 600 g，实际使用中它可能会容纳 2.5 kg 的大气 粉尘；另一只的容尘量为 900 g，到你手里它也许只能兜住 1.5 kg 粉尘。只有试验条件和试 验粉尘相同时，才能根据容尘量数据来估计哪只过滤器会比另一只的使用寿命更长一些。 专业实验室和过滤器厂在评估一般通风过滤器产品时，对过滤器进行破坏性发尘试验， 其目的是按相关试验标准评价过滤器在试验全过程的平均效率，容尘量是这类试验得出的一 批数据中的一个数据。 试验者可以利用大量历史数据来比较过滤器的优劣， 若试验条件相同， 各实验室间的数据可以对比。外人很难搞清容尘量数据的实际意义。 欧美一些标准中规定的试验终止条件是：①阻力达到初阻力的 2 倍或更高时；②瞬时过 滤效率低于最高效率值的 85%时。大多数过滤器的阻力只升不降，只有用蓬松的粗纤维（≥10 μm）材料制成的低效率过滤器可能出现第 2 种情况。显然，试验时终阻力定得越高，得到的 容尘量数值就越大。所以，委托人和试验者要明确规定终止试验的条件，否则，容尘量数据 就没多少意义。欧洲 EN 779:2002 标准规定的 F 级过滤器终止试验的阻力为 450 Pa，这个数 据远远高于 2 倍初阻力，但那是效率试验而不是容尘量试验。中国标准只规定对“粗效”过 滤器进行发尘试验，其目的是获得计重效率而不是容尘量。 欧美标准规定的试验粉尘俗称 ASHRAE 尘，见附录 F，其主要成分为“AC 细灰” ，AC 细灰如今纳入了国际标准，称“ ISO A2”细灰。那是美国亚利桑那盐河谷荒漠地带的浮尘 （Arizona Road Dust） ， 在 AC 细灰中混入规定比例的细炭黑和短纤维后就成了 ASHRAE 尘。 中国曾规定用黄土高原的浮尘，日本规定用自己的“关东亚黏土” 。1.61.6.1大气中的粉尘粉尘粒度分布在自然界，微小粉尘因布朗运动相互碰撞而聚成大颗粒，大颗粒粉尘又因重力而沉降， 碰撞不那么频繁、又不容易沉降的粉尘相对稳定地悬浮在大气中。 室外空气中，按颗粒数量计 99.9%的粉尘粒径小于 1 μm；若按重量计，占总重量 50%～ 95%的粉尘小于 10 μm。 古时候，粉尘主要来自于自然界的运动，如刮风、火山、森林大火、海浪、花粉、大气 蔡杰/空气过滤常识16/100培训教材/2011光化学反应。现代，人类活动扬起大量灰尘，如燃烧、工业污染、建筑活动、汽车、核试验。 与祖先相比，我们遇到的粉尘，数量多了，粒径小了，性质也不那么友好了。 空气中的氮氧化物和碳氢化合物，遇到阳光照射，产生光化学反应，气体分子变成颗粒 物。反应多了，就形成“霾” 。天气预报中总是将霾列为“可吸入颗粒物”污染，但它重要来 源可能是氮氧化物和碳氢化合物污染。粉尘数量 过滤器对付的粉尘1 粉尘浓度，mg/m脏乱差 普通环保3污染严重0.1优秀城市轻微污染0.01 1 10 100 1000 城市人口，万0.0010.010.1110 粉尘粒径，μm图 1-18城市人口与粉尘浓度图 1-17大气粉尘浓度分布示意1.6.2粉尘浓度的差异表 1-2典型环境粉尘数量浓度 浓度，粒/升 100 亿 10 亿 1亿 1000 万 100 万 10 万 1万城市空气污染主要源于人的活动。城市人口多寡 直接影响市区空气含尘浓度。粗略地讲，城市越大， 污染越严重。 由于采暖和气候干燥，北方城市冬季的大气含尘 量明显高于其他季节。雨季，由于雨水的洗涤，空气 中的粉尘浓度低于其他季节。 多数情况下，室内粉尘颗粒浓度和重量浓度都比 室外高，室内的粉尘颗粒更小。从健康角度考虑，室 内环境会比室外恶劣。场所 香烟燃烟 高速公路 城市 乡间小路 乡村 海洋 北极海浪和海水蒸发产生微小盐粒（氯化钠） ，沿海地区盐雾浓度高。 城市的空气微生物浓度并不比乡村高，但城市中对人体有害的空气微生物浓度高。 当北京的沙尘暴严重到中午汽车需要开大灯时，其浓度高达到 10 mg/m3～15 mg/m3。1.6.3可吸入颗粒物人的鼻子是个“过滤器”，那里的鼻毛、分泌物和黏膜可以将大多数大于 10 μm 的粉尘过 滤掉，只有小于 10 μm 的颗粒物才可能进入气管和肺部。因此，官方将“可吸入颗粒物”定义 为“空气中≤10 μm 的颗粒物”，标为 PM10。空气中的全部粉尘量为“总悬浮颗粒物”，去掉其 蔡杰/空气过滤常识17/100培训教材/2011中 10 μm 以上的粉尘，剩下的就是“可吸入颗粒物”。另有人说≤2.5 μm 的颗粒物更容易进入 肺部，对人更有害，于是将可吸入颗粒物定义为≤2.5 μm 的物质，标为 PM2.5。 对于室外环境，国家标准（GB 环境空气质量标准）规定的总悬浮颗粒物和可 吸入颗粒物见表 1-3。国家标准（GB/T 室内空气质量标准）规定，室内环境中可 吸入颗粒物 PM10 的浓度应≤0.15 mg/m3。表 1-3大气平均颗粒物与空气质量级别（GB） 空气质量级别 Ⅰ 0.08 0.12 0.04 0.05 Ⅱ 0.20 0.30 0.10 0.15 Ⅲ 0.30 0.50 0.15 0.25总悬浮颗粒物，mg/m3 可吸入颗粒物 PM10，mg/m3年平均 日平均 年平均 日平均1.6.4谁关心什么浓度搞环保的关心粉尘的重量浓度，搞洁净室的关心粉尘的颗粒计数浓度，搞医药和卫生的 要额外操心空气微生物的浓度。搞过滤器产品的要应付所有人的提问，所以要对各种浓度指 标都有些了解。1.7化学过滤器化学过滤器清除空气中的分子污染物。在通风和空调领域，化学过滤器使用活性炭作为主要过滤材料。化学过滤器的典型应用场所有：芯片厂、核工业、飞机场、环保、博物馆、 汽车空调等，有些家电中也使用了化学过滤材料。 随着工业发展和城市扩大，我们身边有害气体的浓度在增加，而随着技术进步和生活改 善，人们对纯净空气的要求却在提高，于是，人们对化学过滤器的需求也就逐年增加。1.7.1化学过滤原理化学过滤器有选择性地吸附有害气体分子，而不是像普通过滤器那样机械地清除杂质。 活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，其中绝大部分孔径在 5?～500? 之间（1?=0.1 纳米） ，单位重量材料中微孔的总内表面积可高达 700 m2/g～2300 m2/g，也就是说，在一个 米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积相当于一个大客厅内墙面。 根据材料的处理方法，活性炭吸附分“物理吸附”和“化学吸附” 。 习惯上，人们将没有明显化学反应的吸附称为物理吸附，这种吸附主要靠的是范德瓦尔 斯力。空气中沸点高（常温或更高）的游离分子接触活性炭后，有些在微孔中凝聚成液体并 蔡杰/空气过滤常识18/100培训教材/2011因毛细管原理呆在那儿， 有些填满与分子尺寸相当的微孔而与材料成为一体。 大气中的氮气、 氧气、二氧化碳、氢气、氩气等主要成分的沸点都很低，活性炭管不了他们。普通活性炭是 疏水性材料，所以对水蒸汽的吸附能力也有限。从原则上讲，所有多孔物质都是吸附材料， 活性炭并不是惟一的，但活性炭吸附的那些物质刚好是空调领域要对付的那些有害气体。 物理吸附难以有效地清除所有化学污染物， 有些场合， 人们对活性炭材料进行化学处理， 以增强他们对特定污染物的清除能力。经化学处理而使材料与有害气体产生化学反应的吸附 称化学吸附。活性炭靠范德瓦尔斯力抓到气体分子，材料上的化学成分与污染物起反应，生 成固体成分或无害的气体。进行化学处理的主要方法是在活性炭中均匀地掺入特定的试剂， 所以经化学处理的活性炭也称“浸渍炭” 。 除吸附外， 多孔材料本身可以成为促进化学反应的催化剂 （参与反应但材料本身不消耗） ， 例如对臭氧的催化，也可以作为其他催化剂的载体。 涉及吸附时，空气中的有害气体称“吸附质” ，活性炭为“吸附剂” 。在吸附剂抓住吸附 质的同时， 也会有部分吸附质逃离。 使用过程中， 吸附能力会不断减弱， 当减弱到某一程度， 过滤器报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸汽熏蒸的办法可使有害气体脱离活性炭，使 活性炭再生。1.7.2活性炭材料活性炭材料分颗粒炭、粉炭、纤维炭。 传统的颗粒活性炭有煤质炭、木质炭、果壳炭、骨炭。 纤维活性炭由含碳有机纤维制成。它的孔径小（&50?） 、吸附容量大、吸附快、再生快。 常用的纤维基材有酚醛、植物纤维、聚丙烯腈、沥青。 有时，人们将粉炭或纤维炭粘在其他材料上或混入其他材料中，再加工成型。 普通木炭和焦炭本身就是多孔物质，人们最初使用的吸附材料就是那些普通炭。为了增 加吸附性能，人们对普通炭进行“活化” ，使材料中的微孔更多、更小，活化后的炭就是活性 炭。 除活性炭之外，硅胶、氧化铝、沸石等也是吸附材料。与活性炭相比，那些材料或吸水、 或成本高、或比表面积小而不宜被用来做空气过滤材料。 在自然界，大地是最好的吸附材料。1.7.3吸附性能吸附容量。单位质量吸附剂所能吸附污染物的最大量称吸附容量。不同材料的吸附容量 会不同； 同一材料对不同气体的吸附容量会不同； 温度、 背景浓度改变， 吸附容量也会变化。 所有吸附材料中，活性炭的吸附容量最大。 滞留时间。空气穿过吸附剂的时间称滞留时间。滞留时间越长，吸附越充分。为保持足 够的滞留时间，吸附材料要足够厚，过滤风速要尽可能低。 使用寿命。新材料附效率高，使用中效率不断衰减，当过滤器下游有害气体接近允许的 浓度极限时，过滤器报废。报废前的使用时间就是使用寿命，也称有效防护时间。 蔡杰/空气过滤常识19/100培训教材/2011选择性。一般说来，在物理吸附中易被吸附的有：分子量大的气体、沸点高的气体、挥 发性有机气体。若经化学浸渍，吸附材料还可以清除平时难以对付的气体，或突出对某类气 体的吸附能力。1.7.4化学过滤器的选用影响化学过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素有：污染物的种类和浓度、气流在过滤 材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。 实际选用时，要根据污染物种类、浓度和处理风量等条件，确定过滤器形式和吸附剂种 类。 缺少可信检测数据时，可以比较过滤器中活性炭材料的多少来粗略估计过滤器的能力。 例如，一只迎风面为 610 mm×610 mm 过滤器中含 30 kg 最普通的颗粒活性炭，另一只所谓 高科技新产品中含 2 kg 活性炭，那个高科技的单位吸附容量可能比普通颗粒炭大许多，但它 的使用寿命只是那只普通颗粒炭过滤器的 1/5～1/10。借用个偏激的外行话：重量决定一切。 通过监测过滤器前后污染物的浓度变化，可以判定活性炭是否应更换。但目前国内尚无 实用、 方便的监测手段， 因此， 用户只能按规定周期或凭经验决定活性炭过滤器的使用寿命。 活性炭本身发尘。 活性炭过滤器的上下游均应设置普通过滤器， 其效率规格应不低于 F7。 上游过滤器防止灰尘堵塞活性炭材料；下游过滤器拦住活性炭本身的发尘。 活性炭很便宜，活性炭过滤器的制作也很简单。但空调工程师中明白化学的人并不是很 多，所以化学过滤器（绝大多数是活性炭过滤器）的选用需要专家参与。1.8过滤器的能耗空气过滤器阻截空气中的污染物，当然也就阻挡空气。于是，过滤器对气流有阻力。过滤器阻力乘以体积风量，就是过滤器自身的能耗。若气流的动力源自电能，上述能耗还要除 以一个能源系数，即电能转换成机械能的比率。 例如，对于风量 36 000 m3/h 的通风系统，过滤器阻力 300 Pa，能源系数为 75%，过滤器 的能耗就是：36 000 m 3 /h 1 × 300 Pa × = 4 000 N ? m/s = 4 kW 3 600 s/h 75%若一刻不停地运行，每年的电耗就是：4 kW × 24 h/d × 365 d = 35 040 kW ? h1.9过滤器不是筛子筛子，筛孔大小决定颗粒物的去留。例如，100 目（每英寸长度上有 100 个孔）筛网截留 0.25 mm 以上的颗粒物，20 目的纱窗挡蚊子。有个词儿叫“过滤精度” ，这使人想到筛子， 由此产生了很多误会。 蔡杰/空气过滤常识20/100培训教材/2011过滤机理与网筛原理无关。细小颗粒物碰到静止物体，两者表面间的引力将他们粘在一 起。如果用电子显微镜观察用过的过滤材料，你会看到，被捕捉的颗粒物比材料的孔隙小的 多，如图 1-1 所示。想一想口罩，它可能稀松透亮，但确实挡住了肉眼看不见的微生物。过 滤器效率可以是 99%，99.99%，99.99999%，但永远达不到 100%。只是，达到某种程度时， 人们就认为它是 100%了。 即使是多孔过滤材料如陶瓷、核孔膜，用显微镜看到的孔径可能比较均匀，但他们的孔 径也不代表过滤精度。粘住粉尘的力仍是范德瓦尔斯力，粉尘撞击过滤介质的原因仍是惯性 和扩散。孔径均匀的材料对大于孔径的杂物有筛阻效果，但它照样能过滤掉比孔径小得多的 粉尘。 在造纸等行业， 人们将多孔材料假想成无数毛细管， 并用相应的方法测出毛细管等效 “孔 径” ，用以评估材料的透气性能。试验中，材料表面罩上一层水膜，材料下面接触可调整压力 的空气，提高压力，材料上开始鼓气泡。出现第一组气泡时，与气压对应的毛细管直径就是 材料的“最大孔径” ；继续增压，出现第 N 组气泡时（如第三组） ，与气压对应的毛细管直径 定义为“平均孔径” 。材料的孔径是个对应毛细管的假想值，它比被过滤颗粒物大数十倍，孔 径与被捕捉颗粒物的粒径之间没有直接对应关系。您可以说，孔径小的那张滤纸比大的过滤 效果好些，但您还是不知道具体的过滤效率。 液体过滤与气体过滤原理类似，那也不是筛子，也没有绝对的 100%。 涉及空气过滤，应该举一反三。但当遇到“精度” 、 “孔径”等词汇时，请别顾名思义。 能解释清楚过滤器不是筛子，您已经是半个过滤专家了。能说服我过滤器确实有点筛子 作用（见附录 C 中的“液体过滤” ） ，您已经是专家了。1.10 思考题利用前面介绍的过滤常识，可以分析一些因素变化对过滤器性能的影响。表 1-4 是一组 练习，表中给出的答案并不绝对正确，它只是帮助读者复习本章介绍的基础知识。工程中， 读者根据练习题中的分析思路，估计各种工况参数对过滤性能的影响。 蔡杰/空气过滤常识21/100培训教材/2011表 1-4 参数变化 J K J K J K J K J K J K过滤性能随工况参数的变化 阻力 J K J K ― ― J (K) K (J) ― ― J K温度提高，空气黏度提高。过滤效率 小颗粒 （扩散） K J K J ― ― K(J) J (K) ― ― K J 大颗粒 （惯性） J (K) K K J ―（湿润J） ― K(J) J (K) ― ― K J 说明风速 风速（驻极体）风速加大，惯性增加，气流 滞留时间缩短。 风速加大，气流滞留时间缩 短，静电效果减弱。 纤维表面湿润后，反弹现象 减少。 空调系统用体积流量，动力 设备用质量流量，流量单位 不同，变化趋势也不同。 粉尘浓度对效率无影响。但 若试验手段有缺陷，浓度变 化可能影响测量值。湿度 大气 压力 粉尘 浓度 温度1.10.1 过滤风速的影响风速提高阻力增加，风速降低阻力减小。 对于以惯性运动为主的大颗粒物，风速提高，颗粒物的惯性增大，撞击障碍物的可能性 增加，因此过滤效率提高。但惯性大了，障碍物对颗粒物的反弹力也增大，若范德瓦尔斯力 不能克服反弹力，颗粒物会跑掉，因此，有时提高风速，过滤器对大颗粒物的过滤效率反而 降低。 对于以扩散运动为主的小颗粒物，过滤效率取决于颗粒物在过滤介质中的滞留时间，滞 留时间缩短（提高风速） ，颗粒物撞击障碍物的几率减小，过滤效率越低。 若材料带静电，过滤效率取决于气流在材料中的滞留时间。过滤风速越低，过滤效率越 高，对大、小颗粒物都是如此。 带静电材料对过滤风速非常敏感。例如，在 1 cm/s 风速下测量，0.3 μm 粉尘的透过率为 0.01%（过滤效率 99.99%） ，将过滤风速提高到 5.3 cm/s 时，测得的透过率为 1.5%（过滤效 率仅为 98.5%） ，透过率差了两个数量级。1.10.2 湿度的影响一般情况下，改变湿度不会影响过滤器的效率和阻力。 但空气湿度很高时，过滤介质可能结露，颗粒物与障碍物的接触表面有一层水膜，两者 接触面大了，粘结力也大了，大颗粒物也不再那么容易反弹了，所以对大颗粒物的过滤效率 可能会有所改善。 蔡杰/空气过滤常识22/100培训教材/2011现实中， 如果潮湿到过滤器带水， 过滤器的性能可能会发生各种难以预料的变化。 例如， 对于植物纤维制造的过滤纸，如果纸的抗水性欠佳，水使纸张变软，纤维压缩，过滤器的阻 力会迅速增加，直到过滤器被堵死。再例如，高效过滤器带水，粉尘会被水运送到材料的背 风面，风干后，过滤器成了发尘器。1.10.3 大气压力的影响设想空气是一锅粥。压力降低，粥稀了（黏度降低） 。颗粒物在稀薄的介质中更容易走直 线（惯性） ，过滤器对大颗粒物过滤效率提高。粥稀了，小颗粒物的布朗运动更自由，撞击过 滤介质的几率也越高，所以过滤效率也越高。 对空调来说，可能没必要考虑大气压力变化对过滤器的影响。但对有些用途，必须考虑 大气压力与过滤器阻力的关系。对制氧机、燃气轮机来说，设备的输出取决于吸入空气的质 量而不是体积风量。对于上海与海拔 1900 m 的昆明，同样输出的设备所需的体积风量大不 相同。海拔升高，大气压降低，为保证出功，要提高体积风量来保证质量风量。于是，过滤 器阻力会提高，效率也会因体积风量加大而相应改变，其变化趋势与体积风量不变是的趋势 正相反。 搞空调的人常在的岗位在工厂的动力部门，遇到以空气为原料的动力设备，有可能在体 积风量与质量风量上乱套。1.10.4 粉尘浓度的影响理论上讲，粉尘浓度对过滤性能没有影响。但许多实验员坚持认为粉尘浓度影响过滤效 率，因为他们一改变试验台的发尘浓度，测出的过滤效率值就会漂移。这里，实验员要处理 的是试验设备的误差，而不是过滤器性能真有什么变化。1.10.5 温度的影响“设想空气是‘一锅粥’ 。温度提高，粥变稀了，流动性好了，过滤器对那锅粥的阻力就 小了” 。我在课堂上讲这番话，北方讲课时是“一锅粥” ，到了广东改“一锅汤” 。我自以为那 种比喻很形象。一次，一位学员说蔡工您错了，应该是温度上升空气黏度增加。 我一查手册，果真是那样，空气与液体的黏度系数变化趋势不一样。那位学员是同济大 学的叶海博士。我狡辩，说温度对空气黏度的影响微乎其微。但我确实错了。 蔡杰/空气过滤常识23/100培训教材/2011第二章 过滤效率与过滤器规格历史原因，行业原因，地域原因，试验方法原因，过滤效率的定义多种多样。撇开方法， 仅仅一个效率值， 不能说明任何东西。 为了交流的方便， 人们赋予过滤效率简单的标识体系。 本章介绍中国市场上目前可能遇到的各种标识体系和试验方法，并介绍过滤器的各种规 定和惯用规格。 2005 年以来，过滤器的标准化活动很活跃。本章的最后介绍国内和国外的标准化活动。2.12.1.1过滤效率分级与标识欧美情况美国最先搞出过滤器效率试验方法标准。20 世纪 70 年代，当时的西欧学了美国的试验方法，并顺便加了个 EU 标识，将过滤器按不同测试方法和效率值范围分成 14 个档次，分别 用 EU1～EU14 来表示。 EU 是英语，表示“欧洲” 。20 世纪 90 年代初，他们又搞了个 G～F～H～U 分级，那个 分级用的是德语， 蓝本是瑞士标准。 而后， 欧洲标准化委员会用 EN 8 和 EN 779:2002 标准，确定了那种分级。澳大利亚等国也选用了那种分级。 欧洲于 2009 和 2011 年修改了原有的标识体系，多了规格 M 和 E，成了 G～M～F～E～ H～ U。 EU 挺方便，弄得美国人有时也说 EU。终于有一天，美国人要搞自己的效率标识，欧洲 的点子他们当然不用。1999 年，美国 ASHRAE 协会的 MERV（Minimum Efficiency Reporting Value，最低效率报告符）效率分档出笼。 欧美推行各自的分级体系，而两者相差甚远。2006 年起，国际标准化组织 ISO/TC142 技术委员会成立了“一般通风过滤器”和“HEPA 过滤器”两个工作组。通风过滤器的制定 过程中，欧美体系无法协调，于是，一般通风过滤器国际标准（最终表决中被否决）中回避 了过滤器分级。高效过滤器的制定过程异常顺利，目前的高效过滤器最终草案（预计 2011 年颁布，2012 年实施）中规定了一套类似欧洲的新的效率分级体系。 在这些与字母和数字组成的分级体系中，数字小者效率低，大者效率高。2.1.2中国通风过滤器国内过去讲“粗、中、高”效，后来又增加了“亚高效”和“高中效”两档。它简单、 顺口，因此流行了多年。新国家标准在旧规格的基础上进一步细化，粗效细化为 C4～C1、 中效为 Z3～Z1。之中，数码大者效率低，小者效率高。笔者不知道是刊印错误，还是标准编 制者有意制造些令国人晕菜的“中国特色” 。 目前在国内， “粗中高”的说法和欧洲旧版 G～F～H～U 分级比较普及，美国的 MERV 蔡杰/空气过滤常识24/100培训教材/2011尚未流行。 各国产品都来挤占中国市场，国人拿不出过硬的效率体系，只好听老外的。你在中国买 一只比色法效率 85%的过滤器， 可能会见到多种效率标识， 如： ASHRAE 85%， 高中效， F7， EU7，F85，NBS 85%，精过滤，MERV13。 中国制冷空调工业协会 CRAA 推荐的过滤效率标识见稍后的 2.1.5。2.1.3高效过滤器涉及高效过滤器时，人们不使用单独的效率标识体系，而是将试验方法和效率值一并标 在产品上，如：99.97% (0.3 μm DOP)，MPPS 99.9995%。 检测方法是高效过滤器的一大卖点，为此，人们喜欢将效率标识搞得复杂些。 HEPA 历来翻译都是“高效过滤器”， 它的原始定义是， 对 0.3 μm 粉尘的试验效率≥99.97%。 欧洲的 H 级 HEPA 最低效率为 MPPS 效率 99.95%（H13） 。国标规定高效过滤器最低效率是 钠焰法 99.9%。 ULPA 表示比 HEPA 效率更高、试验更严格的过滤器。ULPA 的常见定义是，对最难过 滤粉尘的过滤效率≥99.999% （中国国标、 美国） ， 或 MPPS 效率≥99.9995% （欧洲、 CRAA） 。 对于高效和超高效过滤器，中国新版国标按效率分为 A～F 六个级别。与通风过滤器不 同，此处的小码效率低。 在美国，效率规格从 A～K，最初是 A～D，小码效率低，而后新要求续新码，其排序与 效率高低关系不大。美国的规格美国特色，美国之外没人遵守那套标识。2.1.4ISO 草案通风过滤器的欧美分级和标识体系协调失败，于是，ISO 决定回避通风过滤器的效率分 级。第一项通风过滤器标准在最后表决时被否决。新标准（或那项被枪毙标准的更新）是否 包含效率分级体系，目前还没有眉目。 高效过滤器工作组中，大家同意的试验方法是具有排他性的粒子计数法，其计数粒径为 最易透过粒径（MPPS）方法确定了，效率分级和标识就没多大争议了。草案规定的效率标 识为 ISO nm，其中，数字 n 标识几个 9，数字 m 为 0 或 5。例如 ISO 35 表示过滤器在 MPPS 处的过滤效率为 99.95%，ISO 50 表示 99.999%。2.1.5CRAA 标准2005 年，多家在中国大陆生产和销售空气过滤器和过滤材料的企业商量制定一套标准， 中国制冷空调工业协会（CRAA）支持并组织了那项民间发起的过滤器标准制定活动。CRAA 标准的参加单位包括近 60 家企业和特邀单位。参加 CRAA 过滤器标准制定活动的单位，覆 盖了几乎所有在中国大陆从事过滤器生意的主流过滤器企业。 根据 CRAA 标准，过滤器按效率分为 5 组，每组再细分若干级别，见表 2-1。 蔡杰/空气过滤常识25/100培训教材/2011表 2-1CRAA 推荐分级 分级 G1 G2 G3 G4 F5 F6 F7 F8 F9 Y10 Y11 Y12 H13 H14 U15 U16 U17 计重效率，% 50≤E&65 65≤E&80 80≤E&90 90≤E 40≤E&60 60≤E&80 80≤E&90 90≤E&95 95≤E 90≤E&95 95≤E&99.5 99.5≤E&99.95 99.95≤E&99.995 99.995≤E&99.5≤E&99.95≤E&99..999995≤E 平均计数法效 率(0.4 μm)，% 计数法，最易透过粒径 %分组粗效中效亚高效 高效 超高效CRAA 规格对应旧版欧洲标准 EN779:2002 和 EN。 略有不同的是， 将有争议的 H10～H12 改为亚高效 Y10～Y12。欧洲新标准 EN 的那 3 个规格也变了，现在是 E10～E12。此外，欧洲新标准 EN779:2011 中（目前正在表决） ，通风过滤器中过去的 F5 和 F6 变成了 M5 和 M6。2.1.6对策被各国以及各行各业都接受的效率标识方案，目前尚不存在。 对于厂商，采用哪种标识产品好销就用哪种。对于技术人员，用哪种标识交流起来方便 就用哪种。用户是上帝，您喜欢哪种，商家就会按您的要求贴标签。 笔者曾负责制定 CRAA 标准，那套文件中的效率规格，是在征询众多制造商和用户意见 基础上，经过争论和表决而确定的。现阶段，使用那套规格的好处显而易见。 对于高效过滤器，若 ISO 标准能顺利出笼，今后全世界的高效过滤器可能都会使用 ISO 规格。 通风过滤器的规格，国外难以协调，国内吵不清楚，因此只能再乱些年。交流中使用哪 种规格，您自己看着办。 蔡杰/空气过滤常识26/100培训教材/20112.2效率规格比较为方便业务员粗略对比可能面对的几种效率规格， 笔者曾于 1994 年草勾了一张效率比较图。而后几经更新，2011 年 1 月的版本是图 2-1 的模样。 这个比较图仅供参考，不建议作为标准和商业依据，因为笔者没有保证过它的准确性。 若希望准确，应该参照各种试验方法和效率的原始定义，见稍后的说明。 为了减少麻烦，本讲义以 CRAA 效率规格论事。中国制冷空调 工业协会 CRAA 430-2008U17欧洲规格 CEN ENU17 U16ISO/FDIS草案(2010)最易透过粒径 MPPS国标分类 Chinese ClassificationF美国环境科学技术学会 IEST-RP-CC001.5(0.1μm~0.2μm和 0.2μm~0.3μm中的低值)超高效ULPAISO/FDIS 29463-1（草案，2010） CRAA431, EN 9超高效 ULPAU16 U15 H14 H13 Y12U15 H14 H13 E12 E11 E10 F9 F8 F7 M6 M5 G4 G3 G2 G1高效 HEPA亚高效 subHEPAY11 Y10 F9 F899..995% 99.5% 99.999% 99.995% ISO 40(H) 99.99% ISO 35(H) 99.95% ISO 30(H) 99.9% ISO 25(H) 99.5% ISO 20(H) 99% ISO 15(H) 95% 90% 平均计径计数法 Average 85% efficicency 95% ANSI/ASHRAE 52.1-1992 CRAA432, EN779:μm 平均 90% 80% 60% 40%BS3928-69 GB/T99.999% 99.99% 99.97% 99.9% 99.9% (≥0.5μm)高效 B HEPA99.995% 99.99% 99.97%高效 HEPAISO 75(U) ISO 70(U) ISO 65(U) ISO 60(U) ISO 55(U) ISO 50(U) ISO 45(H)钠焰法 Sodium Flame超高效 ULPAE 99.9999% D C 99.999%G F K J H,I(0.3μm) D C 99.99% 99.97% 99.999%A,B,EA MERV16亚高效 sub-HEPAYG MERV15 GB/T 95% MERV14 ANSI/ASHRAE 52.2-2007 MERV13 MERV12 MERV11 MERV10 MERV9 MERV8 MERV7 MERV6 MERV5 20%(≥2μm) MERV2~4美国冷暖空调工程师协会ASHRAE中效 mediumF7 F6 F5 G4 G3 G2 G1高中效 high-mediumGZ70% Z1中效 Z2 medium Z360% 40% 20%(≥0.5μm) 50%(≥2μm)计重法 ArrestanceCRAA432, EN779:2011 ANSI/ASHRAE 52.1-199290% 80% 65% 50%C1比色法 Dust-spot 粗效 coarse粗效 coarseC2C3 50% (计重法，arrestance) C4 20% (计重法，arrestance) MERV1图 2-1常见过滤效率规格比较图（2011 版） 蔡杰/空气过滤常识27/100培训教材/20112.32.3.1一般通风过滤器试验方法计重法 Arrestance源于美国，国际通行，中国实行。 计重法测量粗效过滤器捕集大颗粒物的能力。G1～G4 级过滤器的试验使用计重法。 试验尘源为大粒径、高浓度标准试验尘。粉尘的主要成分是经筛选的、规定地区的“道 路尘” ，再掺入规定量的细碳黑和短纤维。大多数国家规定使用美国亚利桑那荒漠地带的“道 路尘” ，中国标准曾规定使用陕北黄土高原某村落的尘土，日本标准规定使用源于日本的“关 东亚黏土” 。测量的“量”为粉尘重量。 过滤器装在标准试验风洞内，由于被试过滤器不能抖动，也就无法在试验过程中对其称 重，称重任务由下风端的另一只效率较高的过滤器完成，它接收被试过滤器漏掉的粉尘，由 此推算出被试过滤器上的集尘量。上风端连续发尘，每隔一段时间，称重测量下风端过滤器 上的集尘量，由此计算出被试过滤器的阶段效率。最终的计重效率是各试验阶段效率依发尘 量的加权平均值。 计重法试验的终止试验条件为：约定的终阻力值，或效率明显下降时。所谓“约定”是 指客户与试验者间的约定，或试验者自己的规定。显然，终止试验的条件不同，计重效率值 就不同。 终止试验时，过滤器容纳试验粉尘的重量称“容尘量” 。 计重法用于测量低效率过滤器，那些过滤器一般用于中央空调系统中的预过滤。 计重法试验是破坏性试验。 相关标准：美国 ANSI/ASHRAE 52.1-1992，欧洲 EN 779:2011，中国制冷空调工业协会 标准 CRAA 432.2-2008，中国国家标准 GB/T ，中国建筑行业标准 JG/T 22-1999。2.3.2比色法Dust-spot11 61521523053053 24955计重试验时安装 收尘过滤器95 85101527≥305 ≥25901≥1220 ≥1830≥460 ≥12201，发尘器 2，发尘管 3，混合孔板 4，多孔混合挡板5，取压口 6，差压计 7，被试过滤器 8，流量测量喷嘴9，比色采样 10，流量调节 11，与外界连接的U形管差压计图 2-2比色法与计重法试验台示意 蔡杰/空气过滤常识28/100培训教材/2011传统方法，源于美国，曾在除中国外的全世界通行，欧洲已经正式废止，美国已改用其 计数法替代。比色法测量中效过滤器捕集自然大气中粉尘的能力。F5～F9 级过滤器的试验使 用比色法。 试验台和试验粉尘与计重法所用相同。 粉尘 “量” 为过滤器上下游采样滤纸的不透明度。 在过滤器前后采样，采样头上有高效滤纸试验中。每经过一段发尘试验，测量不发尘状 态下过滤器前后采样点高效滤纸的不透明度，通过比较上下游采样滤纸的不透明度，计算出 过滤器对当地大气粉尘的质量过滤效率。最终的比色效率是试验全过程各阶段效率值依发尘 量的加权平均值。比色法间接地测量试验全过程过滤器对当地大气尘的重量效率。 终止试验的条件与计重法条件相似：约定的终阻力值，或效率明显下降时。 比色法用于测量效率较高的一般通风过滤器，空调系统中的大部分过滤器属于这种过滤 器。比色法曾是国外通行的试验方法，这种方法已经被计数法所取代。 严格的比色法是破坏性试验，一只过滤器的试验往往需要一天时间。比色法在国外实行 了半个世纪后， 中国一家工厂于 2006 年添置了一个可以进行比色法试验的试验台， 但现在比 色法测量装置老化，不用了。 日本比色法与欧美方法略有不同。 日本使用人工气溶胶测量比色效率， 而不使用大气尘。 相关标准：美国 ANSI/ASHRAE 52.1-1992，欧洲 EN 779:1993（已废止） ，日本 JIS B 。2.3.3大气尘计数法中国国家标准。 尘源为自然大气中的“大气尘” 。粉尘的“量”为大于等于某粒径的全部颗粒物的计数。 测量粉尘的仪器为普通光学或激光尘埃粒子计数器。效率值为新过滤器的初始效率。 大气尘计数法用于测量一般通风过滤器。其效率值只代表新过滤器的性能。 中国过去的效率分级是建立在大气尘计数法基础上的。中国的计数法标准早于欧美，但 方法比较粗糙，它是建立在 20 世纪 80 年代国产计数器和相应测量技术水平上的。大气尘计 数法与国内外其他试验方法没有可比性。 标准：中国国家标准 GB/T ，中国建筑行业标准 JG/T 22-1999。2.3.4平均计径计数法Average Efficiency, EN779:2002欧洲自 20 世纪 90 年代初通行，中国企业主流方法。ISO 技术规范中较高效率过滤器试 验方法。 平均计数法取代传统比色法。F5～F9 级过滤器的试验使用平均计重法。 试验台与比色法所用类似，容尘试验尘也与计重法和比色法所用类似，效率测量时改用 Laskin 喷管吹出的液态气溶胶。粉尘的“量”是微小粒径段颗粒物的个数。测量仪器为激光 粒子计数器。 试验过程中，在每次容尘试验之前和之后进行计数测量，并计算过滤器对各种粒径颗粒 物的过滤效率。达到终止试验的条件时停止试验。过滤器的典型效率值是在规定粒径范围内 蔡杰/空气过滤常识29/100培训教材/2011各阶段瞬时效率依发尘量的加权平均值。 计数效率不再是个单一的数值， 而是一条沿不同粒径的过滤效率曲线。 欧洲的经验表明， 当试验的终阻力为 450 Pa 时，0.4 μm 处的计数效率值与传统比色法效率值接近。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13风道 风道 被测过滤器 包括被测过滤器的风道 风道 风道 HEPA 过滤器（至少 H13） DEHS 粉尘入口 道路尘喷嘴 混合孔 多孔混合板 上游采样 下游采样图 2-3计数法示意图，EN779:2002效率 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0.1 1 粒径，μm 10 加权平均 450Pa 350Pa 250Pa 2倍 初阻 150Pa 新过滤器图 2-4计数法试验实例容尘试验过程中，阻力达到 450 Pa 时终止试验完整的计数效率测试是破坏性试验。日常生产中，制造厂可以省去容尘过程，仅测量过 滤器的初始计数效率，以检查产品性能的稳定性和过滤材料的稳定性。 欧洲于 2003 年 5 月之前全面执行 EN 779:2002 规定的计径计数法。 中国制冷空调工业协 会推荐这种方法。 1996 年，国内建造了第一个平均计数法试验台（烟台宝源） ，而后的 10 年中，那是国内 惟一可以提供具有与国外数据可比性数据的通风过滤器试验台。由于 CRAA 标准的推动，数 蔡杰/空气过滤常识30/100培训教材/2011家企业和院所已经购置或建造了平均计径计数法试验台（例如：邯郸 718 所，同剂大学，靖 江申达，深圳华盛，苏州科德堡，南京美埃，苏州 H&V） 。尽管存在争议，且新国标另有规 定，但国内采用平均计径计数法替代大气尘计数法是大势所趋。 平均计径计数法试验台进行计重法试验，可以进行大气尘计数法试验。略作改进，也可 以进行美国计数法试验。 标准：EN 779:2011，中国制冷空调工业协会 CRAA 432.1-2008，ISO/TS 。2.3.5最低效率计数法Particle Efficiency, ASHRAE52.2仅美国使用。旨在取代计重法和比色法。国际标准草案中低效率过滤器试验方法。 试验台与计重法和比色法所用类似，容尘试验尘也与计重法和比色法所用类似，计数测 量时改用氯化钾气溶胶。测量仪器为激光粒子计数器或普通光学粒子计数器。 试验过程中，在每次容尘试验之前和之后，对 0.3 μm～10 μm 之间的 12 个粒径段进行效 率测量，然后取 0.3～1、1～3、3～10 μm 三个区间各 4 个粒径段的效率平均值。达到规定终 阻力时停止试验。比较出试验全过程中上述三个区间各自平均效率的最低值，按那些最低值 将过滤器进行 MERV 分档（Minimum Efficiency Reporting Value） 。 大多数过滤器的最低效率发生在新过滤器时；静电过滤器的最低效率值出现在过滤器集 尘最多的情况下；带静电材料过滤器的最低效率值可前可后；如果积尘不被吹散的话，粗效 过滤器的最低值一般是初始值。 美国人说，其他试验方法都是欺骗（可能包括了他自己发明的计重法和比色法） ，我如今 的 MERV 方法才是对消费者负责的方法。 标准：ANSI/ASHRAE 52.2-1999。ISO/TS 。2.42.4.1高效过滤器试验方法全效率计数法，MPPS 效率欧洲通行，美国除国防工业外通行，中国通行。可以测量几乎所有 HEPA 与 ULPA 过滤器，取代传统方法的大趋势。 人们曾认为过滤器对 0.3 μm 粉尘的过滤效率最低，因此在评价高效过滤器时，将它对 0.3 μm 粉尘的过滤效率作为典型值。有很多方法可以产生并测量近似 0.3 μm 粉尘，于是就有 了诸如 DOP、油雾、钠焰、荧光等方法。 后来， 人们实测发现那个最难过滤的粉尘并不是 0.3 μm， 于是又曾经有过典型值 0.12 μm、 0.1 μm。现在测试手段改进了，利用激光粒子计数器，人们不仅可以测出粉尘浓度，也可以 测出每个粉尘的粒径，于是就有可能方便地测出那个效率最低的典型值，对应那个典型值的 粉尘粒径就是 MPPS（most penetratiable particulate size，最易透过粒径） ，与 MPPS 对应的那 个效率最低的数值就是 MPPS 效率。对原有试验台加以改造，可以测量 MPPS 效率。其中最 蔡杰/空气过滤常识31/100培训教材/2011主要的变化是粉尘测量装置，MPPS 效率测量需要能测到 0.1 μm 粉尘粒子计数器。 欧洲和美国的经验表明，对于高效过滤器，最容易穿透的粉尘粒径在 0.15 μm～0.30 μm 之间。ΔpΔp?p1 2 3 4 5 6G 级过滤器 F 极过滤器 风机 加热器 高效过滤器 气溶胶射入口7 8 9 10 11 12温度测量 湿度测量 采样，粒径分析 上游采样 静压环，差压测量 差压表13 14 15 16 17被试过滤器 流量测量 管内压力测量 流量测量 下游采样图 2-5MPPS 总效率试验台典型布置以前的各种方法需要高浓度粉尘，过滤器在检测过程中就已经被污染了。而 MPPS 测量 所需的粉尘浓度只是传统方法的百分之一至万分之一，如果怀疑过滤器被污染，其污染程度 与传统方法相比几乎可忽略不计，况且，MPPS 法改用很安全的 DEHS 粉尘。如果您仍不放 心，您认为哪种粉尘不污染过滤器，MPPS 法可以改用那种粉尘。 MPPS 是个概念。实际试验时，一种方法是测量规定粒径段的效率，然后取其中的最低 效率值，另一种方法是测量若干粒径段的效率值，然后作图找出 MPPS 点和对应的效率值。 相关标准：美国 IEST-RP-CC-007.1-1992，欧洲 EN 9，日本 JIS B9927，中国 制冷空调工业协会标准草案 CRAA 431.5-2008。ISO/FDIS 29463-5（国际标准最终草案，2010 年） 。2.4.2计数扫描法欧洲通行，美国类似，中国过去少量企业采用，如今的大趋势。 测量 H13 及更高效率的过滤器。 主要测量仪器为大流量激光粒子计数器或凝结核计数器（CNC） 。用计数器对过滤器的 整个出风面进行扫描检验。这种方法不仅能检查过滤器每一局部的效率，也能替代普通的 蔡杰/空气过滤常识32/100培训教材/2011MPPS 总效率试验，因为各局部效率的平均值就是总效率。 用计数器扫描一台过滤器需要较 长时间。为节省时间，可将若干组大 流量采样头集成或使用多台计数器， 这使检测速度大大提高，但一台扫描 台的检测速度仍赶不上一条普通过滤 器生产线的生产速度，所以主流过滤 器厂经常需要配置数台扫描装置。 计数扫描法是最严格的试验方法， 它对 HEPA 和 ULPA 产品进行最苛刻的检验。发达国家的过滤器制造商已经普遍采用了这种 方法，中国已有部分企业采用或计划改用计数扫描法。 与其他方法相比，计数法试验发尘量最小，因此对过滤器的污染也最小。但由此也带来 一个缺点，要获得足够稳定的计数值需要很长测量时间。美国的过滤器厂商认为，计数扫描 法可以迅速准确地找出过滤器上的漏点，但用很长时间来获得稳定的计数来判定效率的做法 不现实。美国 IEST 过滤器标准是过滤器厂家制定的，他们将测定 MPPS 效率的麻烦推给滤 材试验，认为滤材试验准确了，过滤器只要不漏，效率就有保证了。当然，如果客户坚持要 过滤器的测试效率而不是仅仅滤材效率，厂家可以延长测试时间去获得那个效率，多消耗的 试验时间在产品价格上找齐。 对客户来说，最理想的试验方法是使用 Latex 乳胶球做尘源，采用激光粒子计数器对过 滤器进行扫描试验。那种试验对过滤器的污染最小，但客户要承担额外的试验费用。 对于超高效过滤器，旨在得出效率的扫描需要很长时间，为此，由过滤器制造商制定的 试验方法标准将效率问题推给了滤材供货商。扫描时仅检查其是否有明显渗漏，不检测效率 值。利用这个理由，有些过滤器制造商甚至在高效过滤器的扫描中也将效率试验免了。 过滤器扫描中是否检测效率，如何检测，买卖双方协商确定。 相关标准：欧洲 EN 9，美国 IEST-RP-CC-034.2-2005，中国制冷空调工业协会 标准草案 CRAA 431.4-2008。ISO/FDIS 29463-4（国际标准最终草案，2010 年） 。 表 2-2 计数扫描法判定过滤器渗漏条件 MPPS 总效率 99.95% 99.995% 99.95% 99.999995% 局部最低效率 99.75% 99.975% 99.75% 99.9999%过滤器规格 H13 H14 U15 U16 U172.4.3钠焰法Sodium Flame源于英国，中国曾通行，欧洲通风协会旧标准（已废止） 。 试验尘源为单分散相氯化钠盐雾。 “量”为氢气火焰遇到金属钠原子发出特征光的光强。 主要仪器为火焰光度计。 盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经干燥形成微小盐雾并进入风道。在过滤器前后分别采 样，含盐雾气样使氢气火焰变色、亮度增加。以火焰亮度来判断空气的盐雾浓度，并以此确 定过滤器对盐雾的过滤效率。 国家标准规定的盐雾颗粒质量中径为 0.4 μm，但对国内现有过滤器试验装置的实测结果 为质量中径 0.66 μm，计数中径 0.48 μm。欧洲对实际试验盐雾颗粒质量中径的测量结果也是 蔡杰/空气过滤常识33/100培训教材/20110.65 μm。 微电子行业拒绝金属离子，因此，微电子工业用的过滤器不应采用钠焰法试验。目前， 除英国核工业等少量场合应用外，中国是世界上惟一继续采用钠焰法的国家。 其他金属原子遇火焰时也会发生各种波长的特征光。从测量原理上讲，钠焰法亦称“火 焰光计法” 。 相关标准：中国 GB/T ，英国 BS ，欧洲 Eurovent 4/4（已废止） 。2.4.4DOP 法源于美国，曾在国际通行，中国从未实行过，但制造商经常打 DOP 效率的标签。 试验尘源为 0.3 μm 单分散 DOP（一种塑料增塑剂）液滴。 “量”为含 DOP 空气的散射 光强度，测量仪器为浊度计（photometer，又称“浊度计” ） 。以气样的散射光强度差别来判 定过滤器对 DOP 烟雾的过滤效率。 对 DOP 液体加热成蒸汽，蒸汽在特定条件下冷凝成 0.3 μm 左右的微小液滴，雾状 DOP 进入风道。测量过滤器前后气样的散射光，并由此判断过滤器对 0.3 μm 粉尘的过滤效率。 DOP 法是最早的高效过滤器试验方法，已经有 60 多年的历史，这种方法曾经是国际上 测量高效过滤器最常用的方法。早期，人们认为过滤器对 0.3 μm 的粉尘最难过滤，因此规定 使用 0.3 μm 粉尘测量高效过滤器。 若以测量原理归类，DOP 法也称“浊度计”法。 测量高效过滤器的 DOP 法也称“热 DOP 法” 。与此对应的“冷 DOP”是指 Laskin 喷管 （用压缩空气在液体中鼓气泡，飞溅产生雾态人工尘）产生的多分散 DOP 粉尘，在对过滤器 进行扫描测试时，有时采用冷 DOP 法发尘。 DOP 中含苯环，人们怀疑它致癌，因此许多实验室改用性能类似但不含苯环的油性替代 物，如 DOS，PAO（聚 α 烯） ，但试验方法仍习惯上称“DOP 法” 。 相关标准：美国军用标准 MIL-STD-282（1952） 。2.4.5油雾法Oil Mist原西德，原苏联，中国。 尘源为油雾， “量”为含油雾空气的散射光强度，仪器为浊度计。以气样的散射光差别来 判定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。 德国规定用液体石蜡，油雾粒径为 0.3 μm～0.5 μm。原苏联采用透平油。中国标准规定 的油雾颗粒质量中径为 0.28 μm～0.34 μm，对油的种类未做具体规定。 中国个别军工企业依然保留着油雾试验台，因为原苏联帮中国搞过滤器时使用的是油雾 法，但他们近几年纷纷建立了其他试验方法。俄罗斯已经淘汰了油雾法。目前，中国是世界 上惟一仍在标准中规定采用油雾法的国家。原苏联的油雾法的发尘浓度很高，因此油雾异味 重，试验时过滤器即被严重污染。这种方法在国外已经被淘汰，在中国被淘汰是时间早晚问 题。 油雾法在德国本土已经成为历史， 德国于 1993 年率先搞出了计数扫描法的国家标准， 欧 蔡杰/空气过滤常识34/100培训教材/2011洲标准 EN 1822 中的扫描法就是以德国计数扫描法标准为蓝本制定的。 值得指出，欧洲关于口罩的新标准规定使用钠焰法和液体石蜡油雾法，但名称改为“火 焰光度计法”和“液体石蜡法” 。空气过滤器试验已经淘汰了那两种方法。 从测量原理上讲，油雾法也属于“浊度法” 。 相关标准：中国 GB/T ，德国 DIN （已废止） 。2.4.6荧光法Uranine只有法国使用，且仅限于对部分核工业过滤器的试验。 试验尘源为喷雾器产生的荧光素钠粉尘。试验中，首先在过滤器前后采样，然后用水溶 解采样滤纸上的荧光素钠，再测量含荧光素钠水溶液在特定条件下的荧光亮度，这一亮度间 接地反映出粉尘的重量。以过滤器前后样品溶液的荧光亮度差别来判断过滤器效率。 根据法国标准，发尘装置产生的粉尘计数中径为 0.08 μm，质量中径为 0.15 μm。 荧光法比较麻烦，测量时要先采样，再清洗试样，然后再到暗室去测量荧光。实际上， 法国过滤器厂过去最常使用的是 DOP 法， 而不是自己规定的荧光法， 现在法国国家标准规定 计数扫描法，荧光法成了摆设。只有涉及到核级高效过滤器时，为了满足 30 年前传统客户的 需求，法国人才不得不使用荧光法。 除法国 60 余座反应堆和采用法国技术的德国个别反应堆外， 中国广东有 4 座反应堆的过 滤器规定使用荧光法。除了那 4 座反应堆外，中国个别并非采用法国技术的核电站也自行规 定使用荧光法检测过滤器。中国没有荧光法试验台，不知编制者如何编写出了那样的技术规 范。他这是跟要命的核技术打交道的呀。 相关标准：法国 NF X44-011-1972。2.4.7浊度计扫描尘源一般为多分散液滴，如 Laskin 喷管产生的 DOS 烟雾。使用浊度计对过滤器的全平 面进行扫描检漏。这种扫描方法能快速、准确地找到过滤器的漏点。由于尘源为多分散，而 浊度计不能确定粉尘粒径，所以这种扫描法给出的“过滤效率”没有什么实际意义。 有些人认为，只要对滤纸的品质和规格严加控制，过滤器的效率就已经确定了，因此， 仅进行以检漏为目的的扫描就可以保证过滤器的质量。如果客户不追究的话，国外也许是这 样情况，因为国际上就那么几个滤纸制造商，那几家公司的滤纸性能确实靠的住，否则他们 早倒闭了。国内可不敢这么干，因为国内滤纸生产厂家多，那些厂家目前的产品稳定性和生 产试验手段还没达到令过滤器厂商和过滤器用户放心的水平。 浊度计扫描检漏对生产过程的质量控制很有效，所用的测试设备又相对简单，因此美国 一些过滤器制造商使用这种方法。浊度扫描测试台很容易改成计数扫描台，花些钱将买台激 光粒子计数器就可以了。 相关标准：美国 IEST-RP-CC-034.3-2009。2.4.8烟缕检漏 蔡杰/空气过滤常识35/100培训教材/2011在暗室中，在过滤器上游发烟，用一束强光照射过滤器出风面，当过滤器有漏点时，可 以明显地看到漏点处的一缕青烟。这种方法可以准确地对漏点定位，以便进行可能的修补。 烟缕检漏方法不那么讲究，但十分有效。 对于某些批量小，形状特殊的过滤器，可能现有试验台难以进行严格的效率试验。若用 户认可，可以用烟缕检漏来替代效率试验。 是否用烟缕检漏来替代效率试验，条件是用户认可（订货文件中允许） 。此外，滤纸的来 源和效率数据必须靠得住。 发烟检验可以采用各种客户认可的油雾，例如水雾、舞台造雾常用的乙二醇烟雾。 相关标准：欧洲 EN9，ISO/FDIS 29463-5（国际标准最终草案，2010 年） 。2.4.9变风量检漏使用标准试验风道，如果降低风量后过滤器的效率降低，则肯定有漏点。在过去的高效 过滤器试验方法标准中，经常出现变风量检漏的方法。变风量检查只能判断过滤器是否有漏 点，不能对漏点定位。 当有了扫描试验台，就可以不再用那种方法了。但美国 IEST 仍规定对某些产品进行变 风量检验，原因可能改变那些传统产品的试验方法的程序太繁杂而不值得去改变。 相关标准：美国 IEST-RP-CC-001.5-2009。国家标准 GB/T 。2.52.5.1常见过滤器规格国标过滤器规格对于一般通风用过滤器， 新版国家标准 GB/T14295 按计重效率和干净新过滤器的大气尘计数法效率将过滤器分成粗、中、高中、亚高 4 个组，并将粗效和中效进一步分成若干级， 见表 2-3。 表 2-3性能指标 代号 性能类别一般通风用过滤器分类 ― 大气尘计数法迎面风速 m/s 1.0 1.5 额定风量下的效率 E， % 99.9&E≥95 95&E≥70 额定风量下的 初阻力 ΔPi，Pa 额定风量下的 终阻力 ΔPf，Pa 240 200 160亚高效 高中效 中效 1 中效 2 中效 3 粗效 1 粗效 2 粗效 3 粗效 4YG GZ Z1 Z2 Z3 C1 C2 C3 C4≤120 ≤100 ≤80粒径≥0.5 μm2.070&E≥60 60&E≥40 40&E≥20 E≥50 50&E≥20 E≥50 50&E≥10粒径≥2.0 μm2.5标准人工尘计 重效率≤50100注：当效率测量结果同时满足表中两个类别时，按较高类别评定。 蔡杰/空气过滤常识36/100培训教材/2011新国标计数法与 CRAA 计数法和国外计数法主要差别在于： ① 对于 C2 及更高效率过滤器， 国标仅测量新过滤器效率，CRAA 标准规定测量发尘试 验全过程的过滤器平均效率； ② 国标测量大于某粒径全部粒子的过滤效率，CRAA 测量某粒径段粒子的效率； ③ 国标测量大气尘，CRAA 国外计数测量时使用规定气溶胶。 ④ 新国标对迎面风速进行了规定。对于一般通风过滤器，多年的实践是，对于名义尺 寸 610mm×610mm 的过滤器，若无特别指定，额定风量为 3400 m3/h，对应迎面风 速应为 2.54 m/s。 ⑤ 国标规定，同时满足 2 个类别时，按较高类别评定。国际惯例，同时满足两 2 个类 别时，取低者。 新国标与国内外过滤器制造业和用户的实践严重脱节。目前，笔者未见哪家主流过滤器 制造商使用 GB/T 为过滤器分类。2.5.2国标高效过滤器分类定性检漏试验时局部渗漏限值 定性检漏试验时局部透 过率限值，% 1 0.1 0.01 0.01 0.001 0.000 1新版国标 GB/T
对高效过滤器的分类见表 2-4。类别 A B C D E F 额定风量下的效率，% 99.9（钠焰法） 99.99（钠焰法） 99.999（钠焰法） 99.999（计数法） 99.999 9（计数法） 99.999 99（计数法）粒/采样周期下游≥0.5 μm 的微粒采样计数超过 3 粒/min（上游对应粒径范围气溶胶溶 度须不低于 3×104/L） 下游≥0.1 μm 的微粒采样计数超过 3 粒/min（上游对应粒径范围气溶胶溶 度须不低于 3×106/L）新国标分类与 CRAA 分类和国外分类的主要差别在于： ① 99.9%的过滤器归入“高效” ，这种规定是全世界的惟一。相比之下，其他标准规定 的最低效率为 99.97%（各种方法）或 99.95%（MPPS） 。国内主流过滤器制造商高效 过滤器不包含 99.9%这个规格。国内所有设计院和绝大多数用户也不认为 99.9%是 “高效” 。 ② 全世界惟一规定使用钠焰法（对此有争议） 。2.5.3CRAA 效率分组与分级见 2.1.5“CRAA 分级”和表 2-1。 蔡杰/空气过滤常识37/100培训教材/20112.5.4欧洲效率规格标准 规格 EN 779:2002（EN779:2011） 计重法，% Arrestance 50≤E&65 65≤E&80 80≤E&90 90≤E 40≤E&60 60≤E&80 80≤E&90 消除静电 90≤E&95 后滤材初 始效率 95≤E 平均计数法，% 0.4 μm Average Efficiency EN 9 最易透过粒径法，% MPPS表 2-4 欧洲分类G1 G2 G3 G4 F5（M5） F6（M6） F7 F8 F9 E10 E11 E12 H13 H14 U15 U16 U17≥35 ≥50 ≥70 85≤E&95 95≤E&99.5 99.5≤E&99.95 99.95≤E&99.995 99.995≤E&99.5≤E&99.95≤E&99..999995≤E注①： 当试验终阻力为 450 Pa 时，对 0.4 μm 处的平均计数效率值相当于比色法效率值。 注②： 由于是发尘试验，平均计数效率值高于中国现行方法测出的初始效率值。 注③： 括号中的标准和分类为即将颁布的欧洲标准。 蔡杰/空气过滤常识38/100培训教材/20112.5.5美国 ASHRAE 效率规格传统上， 美国供热制冷与空调工程师协会 （ASHRAE） 负责制定一般通风用过滤器标准， 而美国环境科学与技术研究所（IEST）负责高效过滤器标准。 美国 ASHRAE52.2 用计数法替代了通行多年的、ASHRAE52.1 规定的比色法。 表 2-5 Ashrae 52.2 最低效率 报告符 MERV1 MERV2 MERV3 MERV4 MERV5 MERV6 MERV7 MERV8 MERV9 MERV10 MERV11 MERV12 MERV13 MERV14 MERV15 MERV16 美国供热、制冷与空调工程师协会规格，ANSI/ASHRAE 52.2-2007 各粒径组平均粒径效率，% μm 1 2 3 0.3～1.0 1.0～3.0 3.0～10.0 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 E2&75 75≤E1&85 85≤E1&95 95≤E1 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 E2&50 50≤E2&65 65≤E2&80 80≤E2 90≤E2 90≤E2 90≤E2 95≤E2 E3&20 E3&20 E3&20 E3&20 20≤E3&35 35≤E3&50 50≤E3&70 70≤E3 85≤E3 85≤E3 85≤E3 90≤E3 90≤E3 90≤E3 90≤E3 95≤E3 Ashrae 52.1 平均计重 效率 Aavg&65 65≤Aavg&70 70≤Aavg&75 75≤Aavg 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 试验终阻 力 Pa 75 75 75 75 150 150 150 150 250 250 250 250 350 350 350 350注：终阻力应不低于 2 倍初阻力，或按上表取值，取两者中的大者。 E1 为 0.30～0.40，0.40～0.55，0.55～0.70，0.70～1.0μm 四个粒径区间、试验全过程中的最低平均值； E2 为 1.0～1.3，1.3～1.6，1.6～2.2，2.2～3.0μm 四个粒径区间的最低平均值； E3 为 4.0～4.0，4.0～5.5，5.5～7.0，7.0～10.0μm 四个粒径区间的最低平均值。2.5.6美国 IEST 规格，IEST-RP-CC001.5-2009美国环境科学技术学会将 IEST 高效过滤器和超高效过滤器按性能分成 A～K 共 11 个级 别，见表 2-6，按构造分成 6 个等级，见表 2-7。 蔡杰/空气过滤常识39/100培训教材/2011表 2-6IEST 过滤器性能级别及试验方法透过率试验 扫描试验（见注） 备注 最低额定效率 99.97%过滤器 性能等级 HEPA-A 级 HEPA-B 级 HEPA-C 级 HEPA-D 级 HEPA-E 级方法MIL-STD282 MIL-STD282 MIL-STD282 MIL-STD282 MIL-STD282气溶胶 热 DOP 热 DOP 热 DOP 热 DOP 热 DOP方法 无 无 浊度计 浊度计 无 粒子计数器 浊度计**气溶胶 无 无 多分散 DOP 或 PAO 多分散 DOP 或 PAO 无 双风量 检漏 双风量 检漏99.97% 99.99%对 0.3μm 粒子99.999% 99.97% 0.1～0.2μm 或ULPA-F 级IEST-RP-CC007未规定未规定0.2～0.3μm 区间的低值 99.999% 对 0.1～0.2μm 或 未规定0.2～0.3μm 区间的超级 ULPA-G 级IEST-RP-CC021*未规定粒子计数器低值 99.9999%IEST-RP-CC007HEPA-H 级未规定浊度计多分散 DOP 或 PAO 双风量 检漏对 0.1～0.2μm 或0.2～0.3μm 区间的低值 99.97% 对 0.1～0.2μm 或0.1～0.2μm 区间的HEPA-I 级IEST-RP-CC007未规定无未规定低值 99.97% 对 0.1～0.2μm 或0.2～0.3μm 区间的HEPA-I 级IEST-RP-CC007未规定粒子计数器 浊度计 粒子计数器 浊度计多分散 DOP 或 PAO 多分散 DOP 或 PAO低值 99.99% 对 0.1～0.2μm 或0.2～0.3μm 区间的ULPA-K 级IEST-RP-CC007未规定低值 99.995%* 制造过滤器前先测定滤材的最易透过粒径（MPPS） 。此级别过滤器不进行总透过率试验。 注：对 C、D、F、G 级过滤器可使用两种扫描方法中的任意一种，或买卖双方商定的其他方法。 ** 此级（F 级）过滤器可使用浊度计或粒子计数器进行扫描检漏试验。在现场进行手工扫描检测时，需 对稀释和计数统计问题予以特别关照。IEST 分级的顺序是历史形成的，字母顺序并不代表性能高低。每修订一次标准，新增性 能级别顺着拉丁字母增加。例如，1993 年版 IEST-RP-CC001.3 的分级为 A～F，2005 年版 IEST-RP-CC001.4 新扩充到 A～K，2009 年版的 IEST-RP-CC1.5 沿用 1.4 版规定。 B 级、A 级、E 级过滤器的效率相同，A 级和 E 级增加了 100%与 20%额定风量比较检漏 试验， E 级用于过滤毒物、 核污染物等危险性粉尘， 必须符合美国军用与原子能标准 ASME-AG -1 的相关要求。H 级与 I 级，差别也仅在于是否进行双风量试验。 蔡杰/空气过滤常识40/100培训教材/2011表 2-7IEST 过滤器构造等级 符合标准 ASME-AG-1 第 FC 章 ANSI/UL586 ANSI/UL900 防火Ⅰ级 ANSI/UL900 防火Ⅱ级 FM（工厂互动研究公司）构造等级 1级 2级 3级说明全部采用阻燃材料，并通过附加的恶劣环境与粗放操作试验。主要用于 军用设备、核级空气净化系统和重载工业用途。构造 1 级过滤器的性能 级别（见表 2-7）只有 B 和 E，原因是 ASME-AG-1 仅指定了这两者。 全部采用阻燃材料，并通过附加的潮湿与低温暴露试验。 ASME-AG-1 列出了除低温试验外的其他所有试验项目。 清洁情况下，遇明火时不会成为供燃烧的燃料，仅散发可忽略不计的少 量烟雾。这条要求并未直接限定原材料，但对将过滤后空气输送到有人 空间的场所，选材时应特别关注过滤器产生的烟雾。 清洁情况下，遇明火会轻度燃烧，或散发少量的烟，或两者同时发生。 除了涂覆在滤材上的粘尘剂外，这条要求并未直接限定其他原材料，而HEPA 和 ULPA 过滤器上也没有粘尘剂。4级过滤器由阻燃材料制造，经审核可用于洁净室吊顶或侧墙系统。合格试 验涉及整个系统，包括支持过滤器的框架、密封剂和过滤器。整个系统 不会助长火焰蔓延，只产生极少的烟，或不产生任何烟。 可以由非阻燃材料制造。用于不重要或无安全要求的场所。5级 6级无阻燃要求2.5.7国标耐火级别国标 GB/T
中，过滤器按 GB《建筑材料及制品燃烧性能分级》分 成 3 个级别。国内尚没有针对过滤器防火特性的标准试验方法，暂用建筑材料的相关标准。2.5.8美国 UL 防火等级，ANSI/UL 900-2009Ⅰ级：清洁状态下遇明火时不燃烧，且仅散发微不足道的烟雾； Ⅱ级： 清洁状态下遇明火时轻微燃烧， 或散发少量烟雾， 或这两种轻微反应同时出现。美国保险商实验所（UL）将过滤器按防火性能分为 2 个级别：UL900 规定了过滤器防火性能的量化试验方法。UL 对全世界的过滤器的防火性能进行 商业性试验。 蔡杰/空气过滤常识41/100培训教材/20112.5.9日本规格一般通风过滤器表 2-9 试验方法分类（JIS B ） 试验项目 计数法 0.3 μm 粒子过滤效率（初值） ，阻力 1) 比色法 效率或光散射积算法效率（平均 值） ， 容尘量，阻力 计重法 2) 过滤效率（平均值） ，容尘量，阻力 计数法效率（初值） ，臭氧发生量，阻力 主要应用范围 过滤超细粉尘的过滤器 过滤微细粉尘的过滤器 过滤粗粉尘的过滤器 过滤微细粉尘的电集尘器试验方法 第1类 第2类 第3类 第4类1) 2)日本比色法与美国比色法不同，效率试验采用的是人工气溶胶而不是大气尘。 日本计重法采用的是日本标准规定的关东亚黏土。 洁净室用高效过滤器（JIS B ） 过滤器性能划分 典型过滤器 中效率过滤器 高效率过滤器 HEPA 过滤器 ULPA 过滤器表 2-10○：适用 阻力试验 ○ ○ ○×：不适用 扫描试验 × ○ （若要求） ○效率试验 ○ ○ ○对 0.3 μm 或 0.3 μm 以上粒 子，效率&99.9}
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