袋式過濾器的測試分析

袋式過濾器的測試分析

1en979:2012標準通風空調系統(tǒng)中的空氣過濾器的應用已經從最初的保護開始，逐漸改善了空氣的質量（iaq），以確保人體的健康。細粉塵,特別是粒徑在2.5μm和1μm以下的顆粒物,在城市和鄉(xiāng)村大氣環(huán)境中均急劇增加,按照計數(shù)濃度計算,90%以上的大氣顆粒物是粒徑小于1μm的亞微米細顆粒物目前歐盟EN779標準隨著諸如熔噴復合材料和納米材料等新型帶靜電過濾材料的引入,有必要制定新標準。EN779:2002標準(以下簡稱舊標準)規(guī)定了可以采用靜電消除方法來去除過濾材料上的靜電,但并未將消靜電效率強制納入過濾器分級體系。并且,人工消除靜電方法對過濾材料除靜電后達到的效率和過濾器實際使用中靜電消失后最終保留的過濾效率有多大可比性存在爭議式中n為過濾器下游粒徑0.4μm粒子數(shù);N過濾器上游粒徑0.4μm粒子數(shù)。平均效率的計算需要考慮容塵各階段的效率,即式中E因此,對于過濾器分級,現(xiàn)行EN779:2012標準明確規(guī)定了中效過濾器對于0.4μm測試氣溶膠的計數(shù)過濾效率。從對比測試到測量絕對效率,這是一個根本轉變。而且F級高中效過濾器的新定義反映了通風過濾器的高性能要求,這也在一定程度上反映了過濾器對改善室內空氣品質所做的貢獻。但是,鑒于EN779:2012版標準是歐洲各界維護自身利益的一個妥協(xié)產物,必然存在一定缺陷,0.4μm測試氣溶膠計數(shù)效率并不能直接反映衡量人體暴露的顆粒物質量濃度效率,希望即將出臺的國際標準ISO16890能夠對此有所彌補。新ISO或國家標準能夠提供過濾器針對PM10,PM2.5和PM1的測試及分類方法。這些標準預計3~5年后會出臺實施。2實際性能測試真實反映過濾器性能的測試方法應當是在空調通風機組中對過濾器進行實際的全壽命性能測試,但是這種實測需要很長時間。本研究對過濾器實際運行性能進行測試,采用實驗室內專門搭建的實驗臺(見圖1)進行。2個過濾器分別安裝在獨立機組中,每個機組設有單獨的變頻控制風機,控制流量為3400m測試選用市場出售的2種(每種3個,完全相同)過濾器,運輸途中包裝紙箱未拆封。1個過濾器用于真實性能測試,另1個用于EN779:2012標準測試,第3個過濾器的濾料用于消除靜電測試(異丙醇浸泡法)。實際性能測試在61d(1446h)內連續(xù)進行,每10min記錄1次計數(shù)效率。采用Lighthouse3041型激光粒子計數(shù)器,以粒徑0.4μm的顆粒物為基準測得過濾效率,采用Dwyer331型壓差傳感器測量過濾器壓差。每6個測量數(shù)據取平均值作為1個逐時計數(shù)效率記錄數(shù)據。測量的同時,記錄氣溫及相對濕度,大氣顆粒物基本計量數(shù)據可從荷蘭環(huán)境監(jiān)測網站LML.RIVM下載。將本研究計數(shù)濃度測量結果轉化為質量濃度后可同鄰近2個監(jiān)測站的PM10濃度數(shù)據進行對比,但這一處理過程與大氣氣溶膠成分有關,將來在這一方面需要作進一步研究,這也可與即將出臺的標準ISO16890相呼應。3濾料及過濾器過濾器的實際性能測試耗費時間長且可能因地點不同而產生差異,另外測量條件受時間影響,近些年在歐美地區(qū)一直是激烈爭論的話題,即在標準化測試中如何真實反映過濾器的實際運行狀況。歐洲選擇將濾料浸泡在異丙醇中來判斷濾料是否帶靜電,這項測試已成為EN779標準測試流程中的強制條款。美國采取用極細分散的氯化鉀測試氣溶膠的最低實驗效率來反映過濾器的真實運行狀況,但是由于多種原因,此方法并未作為附件附加到ASHRAE52.2標準中。日本提出一種新型測試方式,即采用飽和異丙醇蒸氣來消除靜電,此方式降低了改變、破壞濾料及纖維結構的風險。鑒于各國不同標準對過濾器在實驗室的性能測試采用的方法有較大區(qū)別,需要對過濾器進行實際的性能測試,以正確評價過濾器的實際運行情況,以及實驗室標準化測試與此的差異4en979:2013標準對比了市場出售的2種袋式過濾器(標稱過濾等級為EN779:2002規(guī)定的F7級),其中1種過濾器使用玻璃纖維濾料(10袋),另1種為合成熔噴化纖濾料(8袋)。在實驗室依據EN779:2012對2種過濾器進行標識。圖2,3顯示了2種過濾器容塵全過程的效率曲線,圖例表示每一容塵階段終阻力,為標準規(guī)定值;圖4,5顯示了2種過濾器消靜電前后效率對比。測試結果見表2。需注意的是,依據EN779:2012標準,合成熔噴化纖濾料過濾器因其消除靜電效率為24%而并未被評定為F7級。因此,舊標準在評價中效過濾器效率方面有一定的局限性,需要由EN779:2012標準來重新界定中效過濾器的級別。EN779:2012與新頒布的EUROVENT4/11-2010對比圖4,5可以看出,靜電作用主要是對化學纖維濾料效率有增強作用。前文已述及新標準EN779:2012相對舊標準的一大改進是將靜電消除效率強制納入F級過濾器分級體系,這一做法將過濾器分級向前推進了一大步,但依然存在一些問題。仔細分析數(shù)據,玻璃纖維過濾器容塵全過程對0.4μm粒徑粒子的平均效率E圖6顯示了過濾器實際性能測試結果,可以看出,在真實測試中,玻纖濾料過濾器的過濾效率在60%上下浮動,波動的主要原因是相對濕度對容塵質量的影響;合成熔噴濾料過濾器的初始效率較高,但迅速衰減到35%左右并最終降為30%左右,這是由靜電效應的衰減造成的。效率衰減后的合成熔噴濾料過濾機理以機械力捕捉顆粒物為主,其過濾效率和阻力同玻璃纖維過濾器變化趨勢相同。整個測試在2012年11—12月間(1446h)連續(xù)進行。通過比較EN779:2012容塵過程效率與實際運行效率,可以發(fā)現(xiàn)對于此玻纖袋式過濾器和化纖袋式過濾器,實際性能(0.4μm粒徑粒子的效率)小于用ASHRAE塵進行容塵實驗過程(直至阻力達到450Pa)中的0.4μm粒徑粒子的平均計數(shù)效率。文獻[12]指出,由于未作消除靜電規(guī)定,EN779效率要高于實際情況。瑞典國家檢測和研究中心提出基于實時測量的壽命周期最低效率MLE(minimumlifeeffici