空氣過濾器標準中容塵量的對比分析

空氣過濾器在空調通風系統的應用越來越多，使用壽命是人們在選擇空氣過濾器時關心的指標之一。但在實際中很難預知空氣過濾器的使用壽命，因此通常采用容塵量來評價它。容塵量只能定性而不能定量反映空氣過濾器的實際容納粉塵的重量，同時只有試驗條件和方法都相同時，才能根據容塵量數據來評價不同過濾器壽命的長短。
由于種種原因，在過去十幾年，全國所有的專業試驗室和過濾器廠商很少進行容塵量的測試試驗。目前JG／T22-1999《一般通風用空氣過濾器性能試驗方法》［2］這一行業標準正在修訂中，容塵量測試方法是修訂的重點內容之一。本文結合JG／T22-1999、美國 ANSI／ASHRAE52.1-1992［3］、歐洲EN779：2002［4］、日本JISB9908：2001［5］等四個在空氣過濾器性能試驗方法中比較有代表性的標準對容塵量的定義和試驗方法進行介紹和對比分析，以助于國標的修訂工作。
1.各國標準中的容塵量介紹
在JG／T22-1999中，容塵量的定義是：受試過濾器在達到試驗的終止條件前所攔截的人工塵總量，它由人工塵的發塵總質量乘于受試過濾器平均計重效率計算得到；容塵量的試驗方法是：通過發塵裝置把一定量的人工塵發送到裝有受試過濾器和末端過濾器（一般是過濾器）的標準試驗風道中，直到人工塵發送完之后，拆下受試過濾器和末端過濾器，分別稱重，得出其質量變化量，從而計算出受試過濾器計重效率，重復進行上述步驟直至受試過濾器達到終阻力值，然后求出整個試驗過程的平均計重效率，zui后由平均計重效率乘于總發塵量得到受試過濾器的容塵量。
EN779：2002對容塵量的定義和容塵量的試驗方法與JG／T22-1999幾乎一致；ANSI／ASHRAE52.1-1992則只在容塵量試驗的終止條件方面與JG／T22-1999有所不同，其它內容也是一致的；而JISB9908：2001除了容塵量試驗的終止條件和計算方法不太相同外，其它也和JG／T22-1999的內容大同小異。所以各標準的容塵量測試方法主要是試驗終止條件和計算方法存在一些區別。表1列出了各個標準的容塵量試驗終止條件和計算方法。
2.容塵量試驗的終止條件
四個標準的試驗終止都有以達到終阻力為判斷依據這一條件，并且JG／T22-1999和EN779：2002僅用這一個判斷條件，而ANSI／ASHRAE52.1-1992和JISB9908：2001還采用計重效率的降低來判斷試驗終止與否。
2.1 以終阻力作為試驗的終止條件
對于大多數過濾器，其阻力一般是只升不降。這種情況下，就可以直接采用達到終阻力與否來判斷容塵量試驗是否終止，此時，容塵量多少與終阻力大小密切相關，試驗終阻力定的越高，得到的容塵量數值就越大。
終阻力的確定主要有兩種情況：1）初阻力的2倍；2）由生產廠家推薦。過濾器由于其構造和種類不同，有的初阻力很低，此時若以2倍的初阻力作為終阻力，對于這些過濾器顯然是不公平；若是僅由生產廠家推薦終阻力，很可能造成不同生產廠家同一級別的過濾器的終阻力不相同，這樣各個產家的容塵量就沒有可比性，從而會給消費者在選擇過濾器時帶來麻煩。因此，為了使過濾器的容塵量指標更為合理和規范，可以考慮將終阻力值統一化，一種級別的過濾器對應一個或者一定范圍終阻力值。
2.2 以計重效率的降低作為試驗的終止條件
對于用蓬松的粗纖維材料制成的低效率過濾器，由于濾料較為稀疏，積的塵粒較粗較多，過濾器的阻力增加到一定值后，積塵層被穿透和塵粒從積塵層上反彈脫落、二次揚塵，從而造成過濾器阻力不升反降。這種情況下，判斷試驗的終止條件必須采用計重效率的降低來判斷，即 ANSI／ASHRAE52.1-1992中的條件b）和條件c）或者JISB9908：2001中的條件b），而JG／T22-1999和 EN779：2002則沒有這方面的規定。顯然，JG／T22-1999作為國家標準在這一方面規定是不夠完善的，因此在修訂時有必要相應增加這一方面的內容。
3.容塵量的計算方法
JG／T22-1999、ASHRAE52.1-1992和EN779：2002的容塵量計算方法是一樣的，都是將人工塵發塵總質量與受試過濾器平均計重效率的乘積值記為容塵量；JISB9908：2001則是通過直接稱重受試過濾器或者末端過濾器而得出容塵量。
根據JG／T22-1999、ASHRAE52.1-1992和EN779：2002等標準的計算方法，要得到容塵量的數值必須先求出平均計重效率，然而平均計重效率只是用于粗效過濾器的分級評定，它對于中效和過濾器沒有什么實際意義。而JISB9908：2001的計算方法就比較簡單方便，并且更能直觀反映過濾器的容塵量。因此，在標準修訂時可以考慮采用JISB9908：2001的計算方法，直接稱重試驗前后受試過濾器的重量，它們的差值就取為容塵量值。
4.結束語
4.1 在容塵量試驗的終止條件方面，JG／T22-1999不僅對終阻力值的確定模糊不清，而且所列條件不夠全面，在標準修訂過程中應考慮加予改進。
4.2 JISB9908：2001的容塵量計算方法比較簡單直觀，修訂JG／T22-1999時可以考慮借鑒JISB9908：2001的方法。
4.3 總之，容塵量是一項非常重要的過濾器性能評價指標，應該借標準修訂之際完善它的測試方法，使之操作簡單，并且行之有效。