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选用有效过滤面积大的过滤器
发布时间:2013-3-5  访问:1141  

 

      气流实际通过滤料的面积称为 “ 有效过滤面积 ” 。除少量低效率过滤器外,有效过滤面积经常是过滤器迎风面的数倍、数十倍,有时达一百倍。

      被捕捉到的粉尘大都集中在过滤材料的迎风面上。过滤器中的有效过滤面积大,能容纳的粉尘就多,过滤器的使用寿命就长。
 
    有效面积大,穿过单位面积的风速就低,过滤器的阻力就小。

    增大有效过滤面积是延长过滤器使用寿命的最显著手段。

    经验表明,对于同种结构、同样滤料的过滤器,当终阻力确定时:滤料面积增加 50% ,过滤器的使用寿命会延长 70% ~ 80% ;增加一倍,过滤器的使用寿命是原来的约 3 倍。

    滤料多,过滤器的价格会相应地提高,但提高的幅度肯定不如过滤器寿命延长的幅度。再则,有效面积大了,初阻力降低,系统的能耗也会下降。对用户来说,选用有效面积大的过滤器肯定合算。

    当然,要根据过滤器的特定结构和现场条件来考虑增加有效过滤面积的可能性。例如袋式过滤器,可以增加滤袋的数量和滤袋的长度;对于传统有隔板过滤器,可以同厂家探讨降低隔板的间隔以增加滤纸的褶数;对于设计中的项目,可以选择能容纳过滤材料多的那种过滤器。

      高效过滤器必须经过逐台测试

    在国外,制造厂对高效过滤器进行逐台测试是不言而喻的事。在很讲究的制造厂内,对刚下生产线的高效过滤器进行测试,能拣出 3% 的过滤器有漏点,其中大部分可以修复成合格品,但仍有约 1% 因无法修复而报废。

  在国内制造厂家,对刚下线的高效过滤器进行测试,不合格率达 3% ~ 10% ,极端情况下的不合格率可高达 30% 。可悲的是,国内数百家高效过滤器制造厂,有测试手段的不足 10% ,其中能坚持逐台测试的厂家更是屈指可数。大量未经测试的高效过滤器流入市场,而许多用户并不追究。

  目测是查不出过滤器的漏点的。对于高洁净度场合,一只漏气的过滤器就足以使整个工程失败。所以,每一只高效过滤器在出厂前,都必须在专门的试验台上进行标准性能检验。一旦选用了未经逐台测试的高效过滤器,用户就要承担工程失败的风险。

      各过滤器制造商间可能采用的是不同的测试方法,用户可能赞成或怀疑特定的方法。最基本的原则是,制造商必须对每台高效过滤器都进行例行测试,而具体的测试方法则可以另商量。 

     大多数制造商持有第三方对高效过滤器的检验报告或鉴定证书。这些文件只代表送检样品的性能,不保证您选购的那批过滤器是否合格。许多时候,商家向人们出示的第三方报告越多,人们越是要怀疑他自己是否真有测试手段,是否真对高效过滤器进行逐台测试。

     国内有个怪现象,长期以来很多厂家和科研部门不断地研制高效过滤器,但很少有人去操心检测手段,以致于用来说事儿的成果一大片,像样的产品却不多见。直到 2001 年,仍有人要重新研制所谓 “0.1mm 高效过滤器 ” 。研制了多年,当今国内大手笔的洁净项目,其高效过滤器仍被国外少数厂家垄断。

      当前,对于国内众多高效过滤器生产厂家而言,建立测试手段,并坚持逐台测试,这是改变国产高效过滤器名声的最紧迫任务,是提高产品竞争性的最直接手段,也是厂家目前最容易作到的事。

      坚持逐台测试会提高生产成本(测试费用,废品),价格也会略微提高,只要你能证明每台高效过滤器都经过测试,用户会相信你的产品。

      比较纤维直径,粗辨过滤性能

  在过滤过程中,纤维是拦截粉尘的障碍物。纤维细,单位体积内的纤维数量就多;纤维多,过滤效率就高。

  气流绕纤维运动产生能耗,表现为纤维对气流的阻力。两块过滤效率相同的材料,粗纤维阻力大,细纤维阻力小。

      粉尘除了被纤维挡住外,还可以被先期捕捉住的粉尘阻拦,于是,纤维表面的粉尘以 “ 树枝状结构 ” 松散地堆积,纤维是 “ 干 ” ,粉尘是 “ 枝 ” 。纤维多,能形成的枝状结构就多,单位面积能容纳的粉尘就多,过滤器的使用寿命就长。纤维多,纤维间空当就小,由粉尘形成的枝状结构就牢固,集尘被吹散而造成二次污染的可能性就小。

    同样厚度,同样蓬松度的两块滤料,细纤维滤料过滤效率高,细纤维滤料容尘能力大。

    同样效率、同样结构,由不同纤维组成的两块滤料,细纤维滤料阻力低。

      空调系统本身需要好的过滤器

    多年来,空调设计师根据用户的需求选择过滤器,如今,人们意识到,中央空调本身也要有好的过滤器来保护。

    只用低效率过滤器,空调系统毛病多: 
      气道阻塞、风机结垢,使风量减小; 
      换热部件效率降低;
      温湿度等测量与控制元件失灵;
      动态末端送风装置失灵;
      全热交换装置失效;
      管道内温湿度适中的积灰是微生物繁衍的理想场所。

      许多中央空调器,使用一、两年后,性能明显下降,打开空调器,症结一目了然。其现象:积灰;其根源:过滤器效率偏低。

  在发达国家,使用效率规格为 F5 的过滤器时(比色法 45% ,欧洲旧规格 EU5 ,中国规格 “ 中效 ” ),中央空调系统每 5 ~ 8 年需清扫一次;使用 F7 效率过滤器( 45% , EU5 ,高中效)的中央空调器,用过 30 多年后无须清扫。我国现有舒适性空调中,过滤器常为 " 粗效 " ,有的甚至没有过滤段,用过几年后,系统内部内不堪入目。

      因积灰引起空调性能下降造成的经济损失远远大于使用最好过滤器的费用;

      因积灰使空调器寿命缩短造成的经济损失大于使用最好过滤器的费用;

      清扫费用(你会发现空调需要清扫)也会高于使用最好过滤器的费用。

      在发达国家,清扫空调系统的费用是好与坏过滤器差价的 20 倍。国内暂时缺少清扫空调系统的公司,若干年后,用户会发现清扫空调要多么昂贵。

      好的空调系统,过滤器效率规格应不低于 F6 ~ F7 。

      吃亏的业主

      国内某星级宾馆,中央空调设计中没有过滤段。大楼交付使用前,送风口已出黑渍,业主请人在空调器内临时增设了 “ 中效 ” 过滤段。宾馆启用一年多后,空调系统性能锐减,打开空调器一看,表冷器堵塞、管道积灰、风机结垢。业主下决心改造空调系统,改造所花的钱百倍于初建时使用最好过滤器的费用。

      倒霉的承包商

    巴黎一栋 90 年代建造的办公楼,采用了带有动态末端送风装置的空调系统。承包商在空调器内安装了低效率的过滤器,因此节省了 20 万法郎。大楼启用一年后,许多末端装置失灵。承包商不得不请人清扫整个空调系统,清扫费花了 600 万法郎。

要点  中央空调本身需要好的过滤器来保护。
    低效率过滤器将会让用户和承包商付出昂贵的代价。
F7 效率过滤器保护空调系统 30 年。

      风速对过滤器的影响

  在绝大多数情况下,风速越低,过滤器的使用效果越好。

  小粒径粉尘的扩散作用(布朗运动)明显,风速低了,气流在过滤材料中滞留的时间就长一些,粉尘就有更多的机会撞击障碍物,因此过滤效率就高。经验表明,对于高效过滤器,风速减少一半,粉尘的透过率会降低近一个数量级(效率数值增加一个 9 ),风速增加一倍,透过率会增加一个数量级(效率降低一个 9 )。

  与扩散的效果类似,当过滤材料带静电时(驻极体材料),粉尘在滤材中滞留的时间越长,被材料吸附的可能性就越大。改变风速,带静电材料的过滤效率会明显改变。如果你知道材料上有静电,进行空调系统设计时就应该尽可能地减少通过每只过滤器的风量。

    对于以惯性机理为主的大颗粒粉尘,根据传统理论,风速降低后,粉尘与纤维碰撞的几率会减少,过滤效率会随之降低。但在实践中这种影响并不明显,因为风速小了,纤维对粉尘的反弹力也小了,粉尘更容易被粘住。

    风速高,阻力就大。如果过滤器的使用寿命以终阻力为依据,风速高,过滤器的使用寿命就短。一般用户很难实际观察到风速对过滤效率的影响,但观察风速对阻力的影响要容易得多。

  对于高效过滤器,气流穿过滤材的速度一般在 0.01 ~ 0.04m/s ,在这个范围内,过滤器的阻力与过滤风量呈正比关系。例如,一只 484×484×220mm 的高效过滤器,在额定风量 1000m3/h 下的初阻力为 250Pa ,如果使用中的实际风量是 500m3/h ,它的初阻力可降为 125Pa 。对于空调箱中的一般通风用过滤器,气流穿过滤材的速度在 0.13 ~ 1.0m/s 范围内,阻力与风量不再是线性关系,而是一条上扬的弧线,风量增加 30% ,阻力可能会增加 50% ,若过滤器阻力对你来说是个非常重要的参数,你就要向过滤器供应商索要阻力曲线。

       过滤器没有多功能

    过滤器能捕捉任何形式的颗粒物,包括液滴。过滤材料柔软,呈多孔状,多少有些消声作用。过滤器对气流产生阻力,有某些均流作用。

    但是,任何时候都不能拿过滤器当挡水板,不能当消声器,也不能当挡风板。

  过滤器带水,上面的积灰与水混合形成泥浆。如果过滤材料是致密的滤纸或滤布,泥浆会很快将过滤器糊死。对于比较蓬松的过滤材料,吸水后,已经捕捉到的粉尘可能会随水滴进入过滤器下风端,再一风干,粉尘会重新飞扬。有时,过滤器带水不至于严重到滴水的程度,但微量水分足以将滤料迎风面上的粉尘运送到背风面,过滤器风干后,粉尘有重新飞散的风险。

  有人做过试验,向袋式过滤器上喷雾并发尘,过滤器的阻力并不上升。阻力不变,说明粉尘没留住,哪去了?当然是随水跑了。

  过滤器是藏污纳垢的地方,潮湿有利于微生物的繁殖,其它霉菌还好说,遇上 “ 军团菌 ” ( 35 ℃ ,潮湿,空调系统),麻烦就大了。

  过滤器是对付粉尘的,虽有些吸声作用,但你无法用考核消声器的办法去追究过滤器。若用户要求消声,还是老老实实地使用专门的消声装置,不要打过滤器的主意。

  特别地,对于燃气轮机和大型离心空压机的入口过滤器,更换过滤元件时也许不允许停机,如果没有专门的消声装置,过滤室内的工作环境会非常恶劣,操作工也就不会细心操作。

  此外,不能拿过滤器挡风板用。过滤器没钢板那么结实,现实中,曾有过不少因挡风板故障或设计失误,而让风机直吹过滤器,造成过滤器非正常损坏的例子。任何时候,任何形式的过滤器,你都不能拿它做挡风板用。

      要点 过滤器只对付粉尘,它没有多功能义务,也没有多功能的本事。


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