中國建筑科學研究院有限公司 張惠 馮昕

    【摘  要】本文對不同高效空氣過濾元件進行傳遞比對試驗，并對比對結果進行分析，從對比測試結果看，所參與比對的試驗臺之間存在一定差異，其中對于過濾器以及過濾材料的阻力測試差異較大，差異系數接近10%，過濾器試驗臺效率比對測試結果差異性較為能夠接受。針對傳遞試驗結果，建議新版標準在修訂過程中，進一步強調試驗臺質量控制要求，并增加阻力標件以及標準參考過濾器的定期檢測要求，進一步促進試驗臺的長期穩定運行，提供可靠性與可重復性。

    【關鍵詞】高效空氣過濾元件 傳遞試驗 阻力 效率 差異系數

    Abstract: In this paper, the transfer comparison test of different high efficiency air filter units is carried out, and compared the results. From the comparison test results, there are certain differences between the test stations that participated in the comparison, among which the resistance test for the filter and the filter material is quite different. The difference coefficient of resistance is close to 10 %, and the difference coefficient of efficiency is more acceptable. According to the test results, it is suggested that the new standard should further emphasize the quality control requirements of the test bed during the revision process, and add the resistance marking and the regular testing requirements of the standard reference filter to further promote the long-term stable operation of the test bed and provide reliability and repeatability.
    Key words: high efficiency air filter units, transfer test, resistance, efficiency, difference coefficient

1 概述

    產品國家標準《高效空氣過濾器》GB/T13554-2008[1]及《高效空氣過濾器性能試驗方法 效率和阻力》GB/T6165-2008[2]于2009年6月1日實施，至今已使用8年，標準于2016年10月開始修訂工作。

    為了解當前高效過濾器及濾材測試臺現狀，不同試驗臺之間試驗結果偏差情況以及標準實施中出現的問題，開展樣品傳遞試驗，本次傳遞試驗樣品包括過濾器、金屬孔板和濾紙。

    本次樣品傳遞試驗采用匿名、自愿參與原則。截至目前，共收到9家單位的過濾器的測量數據，5家單位的濾紙測量數據，以及5家單位的金屬孔板測量數據。

2 傳遞試驗方案

    2.1 過濾器

    樣品傳遞采用人員乘坐火車、汽車隨身攜帶方式進行傳遞，亞高效、高效空氣過濾器各1臺，過濾器尺寸均為610mm*610mm*90mm。傳遞樣品均只保留樣品氣流方向標識，去除級別、商標等其他標識，將過濾器編號定位LQ-01和LQ-02。為驗證傳遞過程中樣品性能是否發生變化，由秘書處指定1試驗室在樣品傳遞開始前及結束后分別各進行一次測試。測試每臺過濾器50%、75%、100%、125%額定風量下的阻力以及額定風量下的效率。

    2.2 金屬孔板

    采用郵寄的方式進行傳遞。測試500m3/h、750m3/h、1000m3/h、1250m3/h、1700m3/h、2550m3/h以及3400m3/h風量下金屬孔板的阻力。

    2.3 濾紙

    采用郵寄的方式進行傳遞。傳遞樣品包括亞高效及高效級別的濾紙。傳遞用亞高效及高效級別的濾紙分別來自兩卷濾材，裁成A4紙大小，每家參與傳遞單位兩種級別濾紙各郵寄兩份，不標注級別，僅標注編號。測試濾速為1.5cm/s、2.5cm/s、3.5cm/s、4.5cm/s、5.3cm/s時的過濾效率及阻力。

3 試驗結果及分析

    3.1 過濾器及金屬孔板傳遞試驗

    3.1.1 過濾器阻力試驗結果

    全部9個試驗臺的18組測試數據見表1。測試時6#試驗室測定金屬孔板靜壓差的壓力表故障，由其試驗室操作人員根據經驗估算額定風量后，測試過濾器阻力，故本次統計數據未包含6#試驗室測試數據。

    2#試驗室試驗使用油霧法對過濾器進行測試，對過濾器的污染較嚴重，由表1可以看出，經油霧法測試后，過濾器阻力增加明顯，從而導致1#、2#試驗室的測試數據與其他試驗室出現較大誤差，故分析2#試驗室以后測試數據的相對偏差和相對標準差（CV）。相對偏差計算公式如下：

   

    式中：Ci——某試驗室測試數據相對偏差

              Pi——某試驗室測試數據

              ——所有測試數據的平均值

    相對標準差亦稱差異系數，是標準差與平均值之比。 ^[3]計算公式如下：

   

    式中：CV——傳遞試驗阻力測試差異系數

                σ——傳遞試驗阻力測試數據標準差

    3.1.2  金屬孔板阻力傳遞試驗結果

    金屬孔板阻力測試結果見表2。各試驗室測試數據與平均值之間的相對偏差以及差異系數見圖3。

    3.1.3  過濾器效率試驗結果

    兩臺過濾器額定風量下的效率測試數據見表3、表4。

    4#試驗室使用光度計對過濾器進行掃描檢漏，測試結果顯示LQ-01過濾器的局部透過率不超過0.05%，LQ-02過濾器的局部透過率不超過0.001%。

    5#試驗室測試方法為掃描法，使用激光粒子計數器對過濾器進行測試，最后計算出過濾器的平均過濾效率。

    8#試驗室使用激光粒子計數器對過濾器進行掃描檢漏，測試時先測試上游氣溶膠濃度，使用計算機計算其下游最大允許濃度，然后對下游進行掃描檢漏，測試結果評價為合格，并未計算過濾器的效率。

    3.1.4 過濾器傳遞試驗結果分析

    （1）作為比對控制措施，1#實驗室作為傳遞起點和終止確認，用于比較整個傳遞過程中傳遞樣品性能是否發生較大變化，從前后兩次的試驗比對結果看，由于參與試驗的試驗臺較多，部分實驗方法如油霧法對傳遞樣品污染較大，因此所傳遞樣品性能出現一定偏差。其中亞高效樣品LQ-01額定風量下的阻力由117Pa增高至131Pa，高效樣品LQ-02額定風量下的阻力由191Pa增高至203Pa。但效率測試結果偏差不大，亞高效樣品LQ-01額定風量下的效率由98.46%降低至97.05%，高效樣品LQ-02額定風量下的效率由99.9946%增高至99.9980%。

    （2）不同試驗臺間的阻力測試結果偏差較大，測試結果最大值與最小值偏差接近10%。但相同測試方法下的效率測試結果偏差相對不大，以計數法為例，亞高效傳遞樣品測試結果中最大值（99.50%）與最小值（97.05%）偏差約2.5%，高效傳遞樣品測試結果中最大值與最小值偏差約半個9，基本不會引起過濾器級別判定蟬翼。

    3.2 濾材傳遞試驗

    3.2.1 傳遞試驗測試結果

    測試時，在不發氣溶膠的基礎上，測試不同濾速下的阻力（每張濾紙測試兩個點），測定完成后，測試不同濾速下的效率。表中阻力為各試驗室同級別濾紙所有測試結果的平均值，效率為所測結果的最小值。

    5#試驗室所用激光粒子計數器的采樣流量為28.3L/min，僅能測量5.3cm/s的效率和阻力。

    各試驗室高效和亞高效級別濾紙阻力測量結果與平均值之間的相對偏差以及所測數據的相對標準差見圖6和圖7。

    各試驗室高效和亞高效級別濾紙效率測量結果與平均值之間的相對偏差以及所測數據的相對標準差見圖8至圖11。

    注：因濾速在1.5cm/s至4.5cm/s之間時計數法效率測量結果僅有一組數據，故無法計算相對偏差和相對標準差。

    3.2.2 濾材傳遞試驗結果分析

    （1）不管是高效還是亞高效級別的濾紙，其阻力均隨濾速的提高而增高，效率均隨濾速的提高而降低。以高效級別濾紙為例，各試驗室5.3cm/s濾速下的平均阻力相對于1.5cm/s時提高了約70%，而各試驗室效率測試結果的平均值由99.9996%降低至99.9881%。

    （2）與過濾器測試結果類似，各試驗臺之間阻力測試結果偏差較大，以高效濾材為例，最大值與最小值偏差最大接近20%。效率比對測試結果中，油霧法效率測試結果最高，鈉焰法與光度計法測試結果相當，兩臺計數臺測試結果基本相當。

4. 結論

    本次傳遞試驗包括過濾器、濾紙和金屬孔板，是產品國家標準《高效空氣過濾器》GB/T13554及《高效空氣過濾器性能試驗方法 效率和阻力》GB/T6165修訂過程中一系列試驗活動中的一項。傳遞試驗的主要目的是考察國內現有產品測試臺之間的差異現狀，并為標準修訂方向提供基本支撐數據。

    從對比測試結果看，所參與比對的試驗臺之間存在一定差異，其中對于過濾器以及過濾材料的阻力測試差異較大，差異系數接近10%，過濾器試驗臺效率比對測試結果差異性較為能夠接受。

    針對傳遞試驗結果，建議新版標準在修訂過程中，進一步強調試驗臺質量控制要求，并增加阻力標件以及標準參考過濾器的定期檢測要求，進一步促進試驗臺的長期穩定運行，提供可靠性與可重復性。

參考文獻

    [1] GB/T 13554-2008. 高效空氣過濾器 [S]. 中華人民共和國，2008
    [2] GB/T 6165-2008. 高效空氣過濾器性能試驗方法 效率和阻力[S]. 中華人民共和國，2008
    [3] 蔡杰，蘇新國.一般通風過濾器阻力標樣傳遞試驗[J].制冷與空調，2016，16(12)：1-11

    備注：本文收錄于《建筑環境與能源》2018年10月刊總第15期（第21屆暖通空調制冷學術年會文集）。
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