袋式过滤器的测试分析

袋式过滤器的测试分析

1en979:2012标准通风空调系统中的空气过滤器的应用已经从最初的保护开始，逐渐改善了空气的质量（iaq），以确保人体的健康。细粉尘,特别是粒径在2.5μm和1μm以下的颗粒物,在城市和乡村大气环境中均急剧增加,按照计数浓度计算,90%以上的大气颗粒物是粒径小于1μm的亚微米细颗粒物目前欧盟EN779标准随着诸如熔喷复合材料和纳米材料等新型带静电过滤材料的引入,有必要制定新标准。EN779:2002标准(以下简称旧标准)规定了可以采用静电消除方法来去除过滤材料上的静电,但并未将消静电效率强制纳入过滤器分级体系。并且,人工消除静电方法对过滤材料除静电后达到的效率和过滤器实际使用中静电消失后最终保留的过滤效率有多大可比性存在争议式中n为过滤器下游粒径0.4μm粒子数;N过滤器上游粒径0.4μm粒子数。平均效率的计算需要考虑容尘各阶段的效率,即式中E因此,对于过滤器分级,现行EN779:2012标准明确规定了中效过滤器对于0.4μm测试气溶胶的计数过滤效率。从对比测试到测量绝对效率,这是一个根本转变。而且F级高中效过滤器的新定义反映了通风过滤器的高性能要求,这也在一定程度上反映了过滤器对改善室内空气品质所做的贡献。但是,鉴于EN779:2012版标准是欧洲各界维护自身利益的一个妥协产物,必然存在一定缺陷,0.4μm测试气溶胶计数效率并不能直接反映衡量人体暴露的颗粒物质量浓度效率,希望即将出台的国际标准ISO16890能够对此有所弥补。新ISO或国家标准能够提供过滤器针对PM10,PM2.5和PM1的测试及分类方法。这些标准预计3~5年后会出台实施。2实际性能测试真实反映过滤器性能的测试方法应当是在空调通风机组中对过滤器进行实际的全寿命性能测试,但是这种实测需要很长时间。本研究对过滤器实际运行性能进行测试,采用实验室内专门搭建的实验台(见图1)进行。2个过滤器分别安装在独立机组中,每个机组设有单独的变频控制风机,控制流量为3400m测试选用市场出售的2种(每种3个,完全相同)过滤器,运输途中包装纸箱未拆封。1个过滤器用于真实性能测试,另1个用于EN779:2012标准测试,第3个过滤器的滤料用于消除静电测试(异丙醇浸泡法)。实际性能测试在61d(1446h)内连续进行,每10min记录1次计数效率。采用Lighthouse3041型激光粒子计数器,以粒径0.4μm的颗粒物为基准测得过滤效率,采用Dwyer331型压差传感器测量过滤器压差。每6个测量数据取平均值作为1个逐时计数效率记录数据。测量的同时,记录气温及相对湿度,大气颗粒物基本计量数据可从荷兰环境监测网站LML.RIVM下载。将本研究计数浓度测量结果转化为质量浓度后可同邻近2个监测站的PM10浓度数据进行对比,但这一处理过程与大气气溶胶成分有关,将来在这一方面需要作进一步研究,这也可与即将出台的标准ISO16890相呼应。3滤料及过滤器过滤器的实际性能测试耗费时间长且可能因地点不同而产生差异,另外测量条件受时间影响,近些年在欧美地区一直是激烈争论的话题,即在标准化测试中如何真实反映过滤器的实际运行状况。欧洲选择将滤料浸泡在异丙醇中来判断滤料是否带静电,这项测试已成为EN779标准测试流程中的强制条款。美国采取用极细分散的氯化钾测试气溶胶的最低实验效率来反映过滤器的真实运行状况,但是由于多种原因,此方法并未作为附件附加到ASHRAE52.2标准中。日本提出一种新型测试方式,即采用饱和异丙醇蒸气来消除静电,此方式降低了改变、破坏滤料及纤维结构的风险。鉴于各国不同标准对过滤器在实验室的性能测试采用的方法有较大区别,需要对过滤器进行实际的性能测试,以正确评价过滤器的实际运行情况,以及实验室标准化测试与此的差异4en979:2013标准对比了市场出售的2种袋式过滤器(标称过滤等级为EN779:2002规定的F7级),其中1种过滤器使用玻璃纤维滤料(10袋),另1种为合成熔喷化纤滤料(8袋)。在实验室依据EN779:2012对2种过滤器进行标识。图2,3显示了2种过滤器容尘全过程的效率曲线,图例表示每一容尘阶段终阻力,为标准规定值;图4,5显示了2种过滤器消静电前后效率对比。测试结果见表2。需注意的是,依据EN779:2012标准,合成熔喷化纤滤料过滤器因其消除静电效率为24%而并未被评定为F7级。因此,旧标准在评价中效过滤器效率方面有一定的局限性,需要由EN779:2012标准来重新界定中效过滤器的级别。EN779:2012与新颁布的EUROVENT4/11-2010对比图4,5可以看出,静电作用主要是对化学纤维滤料效率有增强作用。前文已述及新标准EN779:2012相对旧标准的一大改进是将静电消除效率强制纳入F级过滤器分级体系,这一做法将过滤器分级向前推进了一大步,但依然存在一些问题。仔细分析数据,玻璃纤维过滤器容尘全过程对0.4μm粒径粒子的平均效率E图6显示了过滤器实际性能测试结果,可以看出,在真实测试中,玻纤滤料过滤器的过滤效率在60%上下浮动,波动的主要原因是相对湿度对容尘质量的影响;合成熔喷滤料过滤器的初始效率较高,但迅速衰减到35%左右并最终降为30%左右,这是由静电效应的衰减造成的。效率衰减后的合成熔喷滤料过滤机理以机械力捕捉颗粒物为主,其过滤效率和阻力同玻璃纤维过滤器变化趋势相同。整个测试在2012年11—12月间(1446h)连续进行。通过比较EN779:2012容尘过程效率与实际运行效率,可以发现对于此玻纤袋式过滤器和化纤袋式过滤器,实际性能(0.4μm粒径粒子的效率)小于用ASHRAE尘进行容尘实验过程(直至阻力达到450Pa)中的0.4μm粒径粒子的平均计数效率。文献[12]指出,由于未作消除静电规定,EN779效率要高于实际情况。瑞典国家检测和研究中心提出基于实时测量的寿命周期最低效率MLE(minimumlifeeffici