摘要：在對3種不同類型靜電凈化器的大氣塵分組計數效率實測及對比的基礎上,指出不同類型靜電凈化器效率存在較大差異;對現有關於空氣過濾器標準進行了對比分析,結合實際情況,認為有必要對相關標準進行細化、修訂。
????關鍵詞：空氣過濾器 靜電凈化器 效率 標準 空氣過濾器是空氣過濾凈化的最主要設備,但目前空氣過濾器的相關標準、規範不夠細化,不夠嚴格。本文重點討論一般通風空調系統用靜電凈化器的效率問題。
????1 靜電凈化器
????1.1 靜電凈化器的理論凈化效率
????早在1919年,Anderson根據管式電除塵器的實驗結果發現湍流情況下高壓電場的凈化效率存在指數規律,1922年,Deutsch從理論上證明了這一規律,即多依奇安德魯森(Deutsch-Anderson效率公式(見式(1))[1],而目前國內用於空氣凈化的靜電凈化器(電壓一般不超過7?kV,超過7?k時產生的臭氧一般就超標),其理論凈化效率一般均採用下式計算：
式中 η為凈化效率;A為集塵極面積,m2;Q為氣體流量,m3/s;ω為有效驅進速度,m/s。
從式(1)中可見,當風量一定時,靜電凈化器理論效率與集塵極面積、有效驅進速度成正比例關係。其中有效驅進速度ω為：
?式中 q為電荷電量,C;E為電場強度,?V/m;C為滑動修正係數,隨粒徑的不同而各異,見表1;μ為微粒相對速度,m/s;d為微粒直徑,m。
?????????????????
????1.2 3種不同類型靜電凈化器實測效率及理論凈化效率
????靜電凈化器目前廣泛用於通風空調系統中,市場上的靜電凈化器產品類型多樣,在通風空調系統中的應用也較傳統空氣過濾器更加靈活、多樣。然而,GB/T?18801—2002《空氣凈化器》[2]的各項規定是針對室內空氣凈化器的;對於用於通風空調系統的靜電凈化器,其凈化效率的測定應按照GB12218《一般通風用空氣過濾器性能試驗方法》來進行,這樣更加切合實際運行情況。
????筆者對3種不同類型靜電凈化器(各靜電凈化器的結構及性能參數見表2)的大氣塵分組計數效率進行了實驗測定和計算,實驗測定結果見表3理論凈化效率計算結果見表4。實驗方法以及裝置依據GB?12218《一般通風用空氣過濾器性能試驗方法》,採用的粒子計數器為BCJ?1激光塵埃粒子計數器。
????實驗用的1#,2#,3#樣品集塵極面積為現場測量計算得到的,2#,3#為本實驗實測的樣品1#為早期某公司送來檢測用的樣品(前期有部分數據),故其大氣塵分組計數效率採用原測定的相關數據。
????從表3,4的結果可以明顯看出靜電凈化器的實測效率低於理論效率,隨著粒徑增大,這一差別逐漸變大。當靜電凈化器一定時,理論凈化效率取決於有效分離速度ω,從式(2)可見,不同於工業除塵,對於舒適性空調系統過濾凈化對象為室內外空氣即大氣塵,而大氣塵的全粒徑分佈是難以十分準確地表達出來的[3],那麼式(2)確定有效分離速度ω時微粒直徑以及滑動修正係數就難以確定。因此,直接導致理論凈化效率與實測效率的偏差,而且偏差較大。
從實驗結果以及對比結果可以看出:
1)同一類型靜電凈化器大氣塵分組計數效率隨著過濾面風速(風量)的增加而降低。
2)同一類型靜電凈化器實測效率小於理論效率,隨著粒徑增大,這一差別逐漸變大。其效率計算可參考文獻[3]。
3)不同類型的靜電凈化器大氣塵分組計數效率存在較大的差異。
空氣過濾器標準
GB/T?14295—93《空氣過濾器》對空氣過濾器作了5個類別分類,見表5。
CRAA?430(2008版)《空氣過濾器 分級與標識》對空氣過濾器分級作了更加詳細到位的分類,見表6。
對比表5,6的分類,可以很明顯看出CRAA430的空氣過濾器分類要比GB/T?14295—93《空氣過濾器》詳盡很多,也更便於設計選型以及運行維護管理。針對粗、中效過濾器,GB/T?14295—93《空氣過濾器》的效率範圍劃分(20%~70%甚至80%的效率區間)得過於寬泛,而現有的GB?50189—2005《公共建築設計標準》[6]中第5.3.16條對空氣過濾器的規定完全按照此分類。對比分析可以發現以下幾個問題:
1)設計時,僅僅指出需配置粗效或者中效過濾器,而這實際上起不到真正的作用,由於粗效或者中效過濾器的效率範圍過於寬泛,根據業主的情況,或者施工情況可有較大空間來選擇。這樣,就無法保證室內空氣質量達到預期的目標。
2)對空氣過濾器的監測與控制也非強制性要求,而只是「應」設過濾器超壓報警或顯示。而這直接引起空氣過濾器這一關鍵過濾裝置在管理上不到位與缺失。
因此,對標準進行細化、修訂,規範、引導過濾器行業跟進時代的發展,從而使設計、運行維護管理有明確的基礎與依據,並且規範化是有必要的。
