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过滤器的基础知识

过滤器的基础知识洁净的空气重要吗?我们每天大约吃Ikg 的食物;喝2-3kg 的水。

但要呼吸 20-3Okg 的空气! ! 空气组成: 其它气体:氦、氖等有惰性气体;水蒸气; So2、NoX 、NH3、TVoC 等有害气体杂质。

大气尘(气溶胶):火山灰;海盐粒子;灰尘;沙土;花粉;细菌、病毒。

毫米、1立方英尺=28.3升、1立方米=1千升=35.3立方英尺。

大气尘来源:(粉尘、纤维;烟、雾;生物粒子< 花粉、细菌、病毒>):自然来源:土壤风化;火山喷发;海水喷沫;森林火灾;植物花粉。

人为来源:工厂生产、排放;燃烧;汽车、飞机;核试验。

大气尘粒径分布:粒径小于1 Um 的灰尘占灰尘总数量的 99.9% ;只占灰尘总重量的 30%。

1 Um 有多大?1根头发的直径等于 70 Um ; 1粒花粉约等于 30 Um ; 1粒孢子等于3-10 Um 。

哪些灰尘粒径小于 Ium ?油烟、香烟烟雾、金属尘粒、碳黑、病毒和某些细菌。

为什么有必要安装空气过滤器?例如:额定风量为 100.000m3∕h 的新风空调系统 城市典型含尘浓度 :0.15mg/m3=0.15*1/1000000kg/m3 连续运行:8760小时/年系统吸入的灰尘: 0.15*1∕1000000*8760*100000=131.4kg∕ 年! 附加:立方米(m3)、小时(h )、千克(kg )、毫克(mg )。

灰尘过滤器: 过滤机理效应: 扩散效应:小于1um 的灰尘粒子不随气流运动,而是因空气分子的撞击做无规则运动,称为“布朗扩散运动” 如果撞在过滤器纤维空气的比例:氧气占21%;氮气占78%;其它气体占1%。

不同大气尘浓度数量级: 洁净室 北极 海洋上空 乡村 城镇 公路上 香烟烟雾 大气尘:空气动力学直径:0.01-100um (纤维、固态粉尘、 境等级的指标之一。

附加:米(m )、分米(dm )、厘米(cm )、毫米 1个/升 10.000 个 /升 100.000 个 /升 100万个/升 1亿个/升 10亿个/升 1000亿个/升液滴、花粉等 );又称“总悬浮尘”;评价室外大气环(mm )、微米(um )、纳米(nm )、1英尺=12英寸=25.4上就被捕获。

粒子越小,扩散运动越剧烈,撞击纤维的机会越多,过滤效果越好。

条件:气流速度要慢;纤维直径要细;纤维数量要多。

拦截效应:小而轻的灰尘粒子随气流而运动,当绕过纤维时,离纤维表面太近的灰尘就会被拦截下来。

条件:气惯性效应:较大的灰尘粒子在气流中做惯性运动。

当气流绕过纤维时,惯性大的粒子来不及绕过而直接撞到纤维上。

灰尘越大,惯性力越强,撞击纤维的可能性越大,过滤效果越好。

条件:气流速度要快;纤维直径要细;纤维数量要多。

筛效应:灰尘直径如果大于纤维之间的间隙,就会被拦住。

一般来说,灰尘直径远小于纤维间隙,也就是说,筛效应很少发生。

条件:气流速度要快;纤维直径要细;纤维数量要多。

静电效应:灰尘越小,效果越好。

原因:灰尘本身带静电。

条件:气流速度要慢;纤维直径要细;纤维数量要多。

玻璃纤维滤料不带静电,化纤滤料带静电。

采用带有静电的化纤滤料,可以提高初始效率。

一般来说,滤料的静电是在生产过程中自然产生的。

但是,就目前可行的技术而言,还无法使滤料长期保持静电,当在实际使用时,静电会很快消失。

只要采用纤维数量少、直径粗的化纤滤料,您就无法得到与玻纤滤料过滤器同样的长期的高效率。

过滤效率:要使过滤器对小灰尘粒子效率高:穿过滤料的风速低=所用滤料面积大;滤料中含有数量多的细纤维;静电(只对新过滤器)。

滤料中含有粗细不等的纤维;滤料中的细纤维起主要过滤作用;纤维间隙远比要过滤的灰尘大;过滤器是深层过滤。

阻力:阻力的单位有Pa毫米水柱(mmH20 )、英寸水柱(inchWG ),它取决于:使用风量;过滤材料(纤维粗细、数量、厚度、蓬松度等);过滤器结构(滤袋或褶的形状、迎风面结构等)。

要想过滤器阻力低,滤料必须蓬松度好;面积大=穿过滤料的风速慢。

同样效率的滤料,细纤维的阻力较低;一般来说,效率较高的过滤器阻力也较大;选用优质滤料(蓬松度要好、纤维直径要细、数量要多)。

使用寿命:过滤器积灰,阻力增加,当阻力增大到某一规定终阻力值时,过滤器报废。

在这之前的使用时间称为“使用寿命”。

理论上,使用寿命取决于:新过滤器的初阻力;过滤材料(蓬松的滤料能容纳更多的灰尘);滤料面积一有效过滤面积;空气含尘浓度;使用风量。

蓬松的滤料比密实的滤料能容纳的灰尘多,困此使用寿命长。

滤料中少量的粗纤维就是为了提高蓬松度和强度。

容尘量:定义很简单,就是过滤器阻力达到规定值时,对人工尘的捕集量。

但经常被误认为使用容尘量和/或人工尘计重效率来计算实际使用寿命。

人工尘和大气尘的对比:人工尘中的浓度远比大气尘的浓度高(几百倍);人工尘中的大粒子比大气尘中的多;人工尘与大气尘的成分不同。

因此,试验室中的人工尘容量不同于实际使用中的大气尘容尘量。

人工尘和大气尘容尘量:人工尘和大气尘容尘量无关;与化纤无纺布过滤器相比,玻纤袋式过滤器的纤维较细而密,浓度高的粗人工尘在滤料表面积的快,而浓度低的细大气尘容易进入滤料内部,因此大气尘比人工尘的容尘量更大;滤纸型过滤器(尤其HEPA)的滤料又密又薄,人工尘和大气尘容尘量相差不大;在评价过滤器时,依据人工尘和大气尘容尘量有时得出不一致的结果。

实验证明,实验室中测得的人工尘容尘量没有多大实际意义;大气尘容尘量可以正确地评判过滤器的性能,但目前很少采用。

过滤器的应用及经济性: 过滤器使用费用的影响因素: 使用寿命-更换费用:对空气过滤器滤料面积增加 过滤器用量减少一半!运行能耗-过滤器阻力:E=能耗 q=风量 dp=阻力 t=运行时间 n=风机运行效率 q=1m3∕s dp=125Pa t=8760 小时 /年 n=0.7E=1*125*8760∕0.7*1000=1560 度电 / 年滤料面积大-阻力小-能耗低q=1m3∕s△ p=160-100=60Pa[实际运行时阻力差大于t=8760 小时 /年 n=0.7E=1*60*8760∕0.7*1000=750 度 /年选用过滤面积大的过滤器,省钱! 通风系统清扫费用:通风系统为什么需要清扫?原因是使用差的过滤器,管道积灰,通风不畅;温湿度适宜的积灰是微生 物繁衍的理想场所;温湿度等传感与控制元件失灵;风机积灰,运行效率降低,能耗增加;风阀、变风量 末端等装置失效;换热器积灰,传热效率降低,能耗增加。

怎样使通风系统无需清扫?对于大气尘, F7过滤器的计重效率可达 98%以上;实践证明,使用 F7以上效率的过滤器,通风系统根本无需清扫。

一般来说,平均每 m3∕h 的空气需要大约 0.05m2的通风管道面积;正常来说,使用 F5以下效率的过 滤器,通风系统至少每 5年应清扫一次;清扫费用(50元/m2);使用F7 (比色法80-90%)以上效率的过 滤器,通风系统根本无需清扫。

清扫费用计算,我们取一只 24” *24 ”标准过滤器的额定风量 3600m3∕h 来计算。

一次清扫费用 (3600*0.05*50=9000元)。

即使每10年清扫一次,平均清扫费用 900元/年!清扫费用远高于用来提高过滤器档次所需的费用!清扫费用举例,北京市某五星级酒店,总建筑面积约 70000 m2,通风空调总风量约 300000m3∕h 。

建成后第5年清扫了一次,费用约为 70万元。

相当于10年全部使用F7的过滤器的总费用。

因此,业主对 整个空调过滤系统进行了改造,所花的钱数倍于当初使用最好过滤器的费用!使用好的过滤器维持风机运行效率=节约运行费用!E=q*p*t/n*1000(kWh 度 /年)(m3∕s )(Pa )50% ,使用寿命增加近乎 100% !意味着每台过滤器多花 30-40%的金额, E=q*dp*t∕n*1000(kWh 度 /年)(m3∕s ) (Pa ) (小时/年)举例:(=3600m3∕h )(1/2 ”水(3600m 3/h )60Pa](=1/4 ”水柱)E=风机能耗 q=风量 P=风机全压 t=运行时间(小时/年)n=风机运行效率风机运行费用计算,假设:P =80OPaq=3600m 3∕h=1m3∕st=24 小时/天*365 天/年=8760 小时采用F7效率的过滤器,风机运行效率维持0.7。

E=1.0*800*8760∕0.7*1000=10011Kwh∕ 年采用F5以下效率的过滤器,风机运行效率降为0.65。

E=1.0*800*8760∕0.65*1000=10781Kwh∕ 年好过滤器不会增加运行费用,使用好过滤器可以维持风机高效率运行,节省能耗:.R R≡l"'l" .R "J"l ".≡l"J"J Rl≡l'"l" ".≡IF^≡l≡l" IRlJR "I^≡I≡R fflIJR "I "1™^J R. R "."l l"l l"l M R≡l l"l≡Λ^^R^I≡l≡^ I" Rl M "J R10781-10011=770 Kwh/ 年F7过滤器阻力比F5过滤器高40Pa ,因此多耗能:E=1.0*40*8760∕0.7*1000=500 Kwh/ 年<770 Kwh/ 年选用效率足够高的过滤器,经济!过滤器终阻力:随着过滤器积灰,阻力增加。

当阻力增大到某一值时,过滤器报废,需要更换。

新过滤器的阻力称为“初阻力”,过滤器报废时的阻力称为“终阻力”。

确定过滤器终阻力影响因素(过滤器机械强度、过滤器更换费用、过滤器运行阻力能耗、系统风量允许变化范围、过滤效率变化。

)过滤器机械强度,面积大的过滤器,框架和固定装置所占的比例较小。

当阻力过大时,可能造成过滤器的松散或破损。

从这方面确定终阻力,其值一般都偏大,因此一般不做考虑。

过滤器效率变化,低效率的过滤器(G4以下)常采用直径>20 Um的粗纤维滤料;纤维间隙约为200-4OoUm ;过滤风速大约为0.5-2 m/s。

阻力过大时,过滤器上的积灰会再被气流带走,此时虽阻力不再升高,但过滤效率急剧下降。

因此对此类过滤器,要在其效率下降之前考虑更换。

终阻力建议值,根据前面几个因素,针对国内用户情况:过滤器效率规格建议终阻力(Pa)G1-G2 (粗效)50-100G3 (粗效)100-150G4 (粗效)150-200F5-F6 (中效)150-250F7-F8 (高中效)250-400F9-H11 (亚高效)350-450H12-U17 (高效与超高效)400-600过滤器阻力-系统风量变化,过滤器通常是引起通风系统风量变化的最主要部件。

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