1、国内空气过滤器的质量和技术标准
根据空气过滤器的性能和应用,相关单位和组织制定了多个版本的产品质量标准,如《空气过滤器》(GB/T14295-2008)、《高效空气过滤器》(GB/T13554-2008)、《机车、动车用车体空气过滤器》(TB/T3135-2006)和《空调用空气过滤器》(JB/T6417-1992)等。本节主要介绍前两种针对空气过滤器的质量和技术标准。
(1)《空气过滤器》(GB/T14295-2008)
该标准是中国建筑科学研究院负责起草,由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会于2008年11月4日正式发布,替代了原来的《空气过滤器》(GB/T14295-1993)。该标准适用于常温、常湿,包括外加电场条件下的通风、空气调节和空气净化系统或设备的干式过滤器。
该标准首先按照性能将过滤器分成4个大类:①粗效过滤器,又细分为粗效1型、粗效2型、粗效3型、粗效4型过滤器;②中效过滤器,分为中效1型、中效2型和中效3型过滤器;③高中效过滤器;④亚高效过滤器。
过滤器按规定程序批准的图纸和技术文件进行生产;框架或支撑体无凹凸疤痕、破损、外形完整;静电空气过滤器单相额定电压不应大于250V,三相额定电压不应大于480V,额定频率应为50Hz的静电空气过滤器机组;静电过滤器应设置断电保护,保证在打开机组结构进行维修或维护时,其内部装置自动断电;静电空气过滤器为公众易触及的器具,其防触电保护应符合GB4706.1-2005规定的Ⅰ类器具的要求,即试验探棒不应触及带电和可能带电的部件。
材料包括滤料、黏结剂和密封胶。滤料效率、阻力、强度、容尘量等性能应满足同类过滤器性能要求,应符合国家颁布的卫生要求,并不产生二次污染;厚度、密度应均匀,不应含有硬块等明显杂物,表面不应有裂缝、空洞等外伤;可再生或可清洗的滤料,再生或清洗后的效率不应低于原指标的85%,阻力不应高于原指标的115%,强度仍应满足使用要求。对于黏结剂和密封胶,黏结剂的剪力强度和拉力强度应不低于滤料强度,其耐温耐湿应与滤料相同;密封胶应保证过滤器阻力在使用极限条件下,运行时不开裂、不脱胶,并且有弹性,其耐温耐湿应与滤料相同。
在结构要求上,当框架或支撑体既当作滤料支撑体又当作过滤器密封端面框架时应有强度和刚度的要求;当框架或支撑体仅作为滤料支撑体用时,允许有一定的变形,但是不能影响过滤器的安装和正常使用;滤芯与框架(或支撑体)压接应紧密,如用胶封,则黏结应牢固,无漏孔及脱开裂缝。黏结处、缝接处在撕裂试验后不开裂;框架(或支撑体)端面若有密封垫,密封垫应平整,具有弹性,与框架(或支撑体)黏结要牢固。
在性能要求方面,外形尺寸允许偏差见下表:
过滤器必须有容尘量指标,并给出容尘量与阻力关系曲线。过滤器实际容尘量指标不得小于产品标称容尘量的90%。在抗撕裂试验中及试验后不得有滤芯撕裂、框架移位或其它损坏。过滤器经振动试验后,效率和阻力仍应符合标准规定。过滤器清洗后的效率不应低于原指标的85%,阻力不应高于原指标的115%,强度仍应满足使用要求。过滤器经过高温高湿储存后,阻力仍然满足标准要求,效率不低于试验前的90%,且要求外观不滋菌,不生霉。臭氧发生浓度1h均值应低于0.16mg/m3。
(2)《高效空气过滤器》(GB/T13554-2008)
该标准与《空气过滤器》(GB/T14295-2008) 同一天发布,适用于常温、常湿条件下送风及排风净化系统和设备使用的高效空气过滤器和超高效空气过滤器,不适用于军用、核工业及其他有特殊要求的过滤器。该标准从以下几个方面对高效空气过滤器的质量性能做出要求。
材料选择本着适用经济的原则进行。各种材料的耐火性能应符合同类过滤器性能要求,所使用的材料和在过滤器制造、贮存、运输、使用环境中应保持性能稳定、不产尘。当有耐腐蚀要求时,所有材料都必须具有相应的防腐性能。
滤料的抗张强度应按GB/T12914-2008规定的方法测定。其中用于有隔板过滤器的滤纸,其纵向大于或等于0.3kN/m,横向大于或等于0.2kN/m;而用于无隔板过滤器的滤纸,其纵向大于或等于0.7kN/m,横向大于或等于0.5kN/m。
有隔板过滤器的分隔板,可采用铝箔、塑料板、胶版印刷纸等;无隔板过滤器的分隔物,可采用热熔胶、玻璃纤维纸条、阻燃丝线等。用于高效及超高效过滤器分隔物的材料应满足:铝箔应符合GB/T3198-2010的规定;采用纸隔板时,可采用表面经浸胶处理的纸隔板或120g/m2的双面胶版印刷纸;采用塑料隔板时,耐温应不低于50℃。
黏结剂用于滤料的拼接、修补及密封垫与框架的黏结,其剪力强度和拉力强度应高于滤料。密封胶用于滤芯与框架的密封,应能在常温、常压下固化,且能保证过滤器在10倍初阻力条件下运行时不开裂、不脱胶并具有弹性,黏结剂和密封胶的耐火性能应满足同类过滤器性能要求。当客户对过滤器产品中的有机物释气性能有特殊要求时,黏结剂与密封胶的释气性能应能满足客户要求。
密封垫硬度(用邵氏硬度W型硬度计测试)为33±2,压缩变形≤60%(40% 130℃ 24);当客户对于过滤器产品中的有机物释气性能有特殊要求时,密封垫的释气性能应满足客户要求。有隔板过滤器的滤芯固定在框架中时,分隔板应露出滤料褶纹3~5mm,分隔板缩入框架端面5~8mm。分隔板应平行于框架中心线,分隔板与中心线倾斜偏差不大于6mm,且不得发生突变性偏差。滤料的褶纹和分隔板应垂直于框架的上下端板,从任一褶或分隔板的一端引一铅垂线,该褶或分隔板另一端偏离铅垂线不大于9mm。褶纹和分隔板不应弯曲,从任一褶或分隔板两端连一直线检查,弯曲造成的偏离不大于6mm。无隔板过滤器的滤芯固定在框架中时,滤料和分隔物应缩入框架端面3~5mm。相邻褶幅高度偏差不大于0.5mm。在300mm范围内分隔物的直线度偏差不大于1mm。分隔物应与褶纹垂直,每条分隔物形成的直线与褶纹垂直度偏差不大于2mm;分隔物间距的偏差不大于3mm。
边框结构应坚固,应有足够的刚性和整体稳定性。边框的四个角和拼接处不得松动,黏结剂和密封胶不应脱胶、开裂,滤料在边框中不应松动和变形。边柜边宽15~20mm。对于边长小于600mm的过滤器,边框宽度宜大于或等于15mm。对于边长大于或等于600mm的过滤器,框架边框宽度宜为20mm。密封垫断面采用长方形(宽度宜大于15mm且不超出边框,厚度为5~8mm)或半圆形,长方形断面密封垫的黏结面和密封面应去皮;密封垫用整体或拼接成型,拼接应在拐角处,拼接时宜采用Ω型或燕尾型连接等方式,连接处应用黏结剂黏结牢固。整个密封垫的拼接不应超过四处;密封垫与边框应黏结牢固,密封垫的内外边缘不得超过边框的内外边缘。对采用液槽密封方式的过滤器,过滤器边框的一面应沿周长设一圈刀口。固定过滤器的框架上根据过滤器密封面尺寸设一圈沟槽。安装时,将刀口插入填充非牛顿流体材料的沟槽中进行密封。非牛顿流体密封村料性能应保证在工作温度下不流淌、柔韧。刀口高度应与液槽深度相匹配,以保证密封的严密性。刀口高度、液槽深度由过滤器使用情况下的面风速或过滤器终阻力确定。
有分隔板的A类、B类过滤器,每台过滤器的滤料允许有一个拼接接头;C~F类过滤器的滤料不允许有拼接接头;用搭接方式拼接两块滤料,搭接宽度不应小于13mm;每个修补面积一般不宜超过2cm*2cm,修补的总面积不应超过过滤器端面净面积的1%。在尺寸偏差方面,端面边长大于500mm时,其偏差为0~3.2mm;边长小于或等于500mm时,其偏差为0~1.6mm。过滤器每个端面的两对角线之差,当对角线长度大于700mm时,其偏差应小于或等于4.5mm;当对角线长度小于或等于700mm时,其偏差应小于或等于2.3mm。过滤器端面及侧板平面度应小于或等于1.6mm;两端面平行度偏差应小于或等于1.6mm。分隔板和褶纹应垂直于框架的上下端板,其上下端板垂线偏差应小于或等于6mm。效率应按GB/T6165-2008的要求进行检验,高效及超高效过滤效率应符合下表的规定。
高效空气过滤器性能:
超高效空气过滤器性能:
若用户提出其所需B类过滤器不能检漏,则可按用户要求不检测20%额定风量下的效率。各耐火级别过滤器所对应的滤料、分隔板及边框等材料的低耐火级别见下表所示:
2、我国标准与欧洲及美国标准的比较
应用比较广泛的空气过滤器性能检测标准有中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会发布的《空气过滤器》(GBT14295-2008)、欧洲标准化委员会批准制定的《一般通风用空气微粒过滤器 过滤性能的测定》(EN779:2012)、美国国家/美国采暖、制冷与空调工程师协会标准《一般通风用空气净化装置试验方法--计重法和比色法》(ANSI/ASHRAE52.1-1992)和《通过粒度测试的去除效率一般通风用空气净化装置的方法》(ANSI/ASHRAE52.2-2012)。
(1)试验尘源
三个标准中,用于计重效率和容尘量试验的标准人工负荷尘都是由72%的ISO12103A-2细灰、23%的炭黑和5%的短棉绒组成,其粒径分布和化学性质也基本一致。但是用于计数效率试验的尘源和方法有所不同,详见下表:
评定空气过滤器过滤效率的试验方法大致分为两类,分别是计重法和计数法。这些方法都是在一定流量下以一定的浓度向被试过滤器入口发出污染物,但评定结果的方法差异较大。实际试验中,有粉尘的总质量、粉尘的颗粒数量的过滤效率;有针对某一典型粒径粉尘的过滤效率,有所有粒径粉尘的过滤效率;有粉尘试验全过程变化效率值的加权平均效率。因此,对同一只过滤器采用不同的方法进行测试,测得的效率值就会有不一样的含义。计重法主要用于测量粗效过滤器的过滤效率,计数法又分为效率计数法、平均颗粒计数法、易穿透粒径法、计数扫描法。
(2)过滤器分级
不同的标准对空气过滤器的分级存在差异,按照国家标准GB/T14295-2008的规定,除了粗效3级和粗效4级的空气过滤器以标准人工尘计重效率作为级别划分的依据,其它级别以其初始计数效率作为空气过滤器分级的依据。
按照欧洲标准EN779:2012的规定,粗效过滤器以标准人工尘平均计重效率作为分级依据,中效过滤器则以达到终阻力时整个容尘过程对0.4um粒子的平均效率作为分级依据;按照欧洲标准EN1822:2009的规定,亚高效、高效和超高效过滤器以易穿透粒径效率作为分级依据。按照美国标准ANSI/ASHRAE52.2-2012的规定,粗效过滤器(MERV1~MERV4)以人工尘平均计重效率或对3.0~10.0um粒径范围平均计数效率小于20%作为分级依据,中效过滤器则以达到终阻力时整个容尘过程对0.3~1.0um、1.0~3.0um和3.0~10.0um的3个粒径档粒子的平均计数效率的低值作为分级依据。
不同标准过滤器分级对比:
ANSI/ASHRAE52.2-2012过滤器分级: