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How to choose the appropriate air filter test machine

HEPA过滤器广泛应用于制药、电子、食品和医疗等需要清洁空气的各个行业和应用领域。然而，不同类型和等级的高效过滤器具有不同的初阻力，这会影响其性能和能耗。在本文中，我们将介绍初阻力的概念和定义，并比较几种常见HEPA过滤器在不同风量下的初阻力。 什么是初阻力？ HEPA过滤器的初阻力是指新制造的过滤器在额定风量下的气流阻力。 如何测量初阻力？ HEPA过滤器的初阻力可以通过压差计或压力计来测量。 影响初阻力的因素 HEPA过滤器的初阻力取决于多种因素，如滤材、过滤器结构、过滤器尺寸、风量和粉尘负载。 新过滤器的阻力（在最低风速下）称为”初阻力”，过滤器报废时对应的阻力称为”终阻力”。在大多数情况下，终阻力为初阻力的倍数，额定风量及其在该风量下的阻力值一般取其平均值。 HEPA过滤器的初阻力是指新制造的过滤器在额定风量下的气流阻力。 在一定的风量下运行，其循环阻力会随着积尘量的增加而增大，一般当积尘量达到一定值时，阻力增加较快，此时应更换或清洗过滤器，以保证净化空调系统的经济运行。 一般来说，HEPA过滤器的初阻力约为150-220Pa。HEPA过滤器阻力称为初阻力，过滤器报废时对应的阻力值称为终阻力。设计时需要一个代表性阻力值，该阻力值称为设计阻力，一般取初阻力和终阻力的平均值。高效过滤器的初阻力约为100-220Pa，终阻力约为200-450Pa。 中效过滤器：对于≥1μm的颗粒物，过滤效率E≥70%，初阻力≤100Pa 亚高效过滤器：对于≥0.5μm的颗粒物，过滤效率E≥95%，初阻力≤120Pa 高效过滤器：对于≥0.5μm的颗粒物，过滤效率E≥99.99%，初阻力≤220Pa 超高效过滤器：对于≥0.3μm的颗粒物，过滤效率E≥99.999%，初阻力≤280Pa 160Pa初阻力HEPA过滤器 305×305×50mm 160m3/h额定风量 160Pa初阻力 面风速0.45±10% ≥99.999%过滤效率 610×610×50mm 700m3/h额定风量 160Pa初阻力 面风速0.45±10% ≥99.999%过滤效率 915×610×50mm 950m3/h额定风量 160Pa初阻力 面风速0.45±10% ≥99.999%过滤效率 1220×610×50mm 1300m3/h额定风量 160Pa初阻力 面风速0.45±10% ≥99.999%过滤效率 110Pa初阻力HEPA过滤器 305×305×69mm 160m3/h额定风量 110Pa初阻力 面风速0.45±10% ≥99.999%过滤效率 610×610×69mm 700m3/h额定风量 110Pa初阻力 面风速0.45±10% ≥99.999%过滤效率 915×610×69mm 950m3/h额定风量 110Pa初阻力 面风速0.45±10% ≥99.999%过滤效率 1170×570×69mm 1200m3/h额定风量 110Pa初阻力 … Read more

This article provides an in-depth analysis of HEPA/ULPA filter testing procedures and relevant standards including EN 1822, ISO 29463, and IEST-RP-CC001.

This article provides a comprehensive overview of HEPA filter testing standards, classification systems, and test rigs used in the industry.

1.      什么是MERV？ 根据美国国家标准学会（ANSI）和美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）标准52.2，MERV即最低效率报告值（Minimum Efficiency Reporting Value）。 使用KCl气溶胶，粒子计数器至少需具备12个通道。将0.3μm~10.0μm粒径范围内的KCl颗粒分为12个粒径段，测试不同粒径段的过滤效率。 根据测试结果，按照下表对过滤器进行分级。 E1为0.30μm~1.0μm对应粒径段组的平均最低过滤效率，E2为1.0μm~3.0μm对应粒径段组的平均最低过滤效率，E3为3.0μm~10.0μm对应粒径段组的平均最低过滤效率。 对于MERV1-4，还需测试平均计重效率。 2.      MERV值越高，过滤器越好吗？ 说MERV值越高过滤器越好是错误的。MERV的设计目的是使用户能够根据想要去除的颗粒大小选择合适的过滤器。MERV系统是对过滤器进行分级，而不是评价哪种过滤器更好。 空气中污染物的类型和粒径分布具有区域性，受当地排放污染源、人口密度、地理位置和气象条件的影响。因此，不同地区、不同用途应选择何种MERV过滤器不能一概而论，应根据具体情况选择。 3.      同一过滤器的MERV等级是否相同？ 一位国外学者将同一工厂、同一工人、使用相同材料制造的相同规格（尺寸、折数等）的过滤器送往不同实验室进行测试。其中，6家为独立第三方实验室，2家为工厂内部实验室。按照ASHRAE 52.2标准进行测试，测试结果见下表。 可以发现，6家实验室测试的过滤器等级为MERV8，而2家实验室为MERV7。实验室H的测试结果E3为67%，如果再高3%就变成MERV8了。可见MERV系统仍存在一定的局限性。滤材、口罩和滤芯的测试存在一些相似之处。同一样品在不同检测机构或使用不同测试仪器进行测试，结果会有所不同。标准及标准中规定的方法是帮助我们控制产品质量的工具，但不能等同于尺子，实用性同样重要。 4.      过滤器MERV等级合适，保护效果就好吗？ 答案是否定的。正确的安装也是保证过滤效率的重要手段。过滤器与过滤器外壳之间的间隙会产生泄漏，降低安装后的过滤效率，尤其是高效过滤器。因此，在一些对洁净度等级要求较高的场所，过滤器安装后还需进行现场检查，以确保整个系统的过滤效率。

前言 空气中的污染物分为颗粒物和气体两大类。颗粒物可使用独立的空气过滤滤材进行过滤，如熔喷无纺布、玻璃纤维、PTFE等。但化学气体需要使用具有强吸附能力的物质进行过滤。目前常用的吸附材料主要有活性炭、活性氧化铝、沸石、分子筛、离子树脂等。 其中，通过特定生产工艺将活性炭与无纺布制成的碳纤维布，可吸附苯、甲醛、二氧化硫、硫氢化合物、氨等污染气体，同时还能过滤空气中的颗粒物。 碳纤维布的特性 1）碳纤维布不使用传统的柱状颗粒活性炭，而是使用粉碎的小颗粒活性炭，在不增加含碳量的同时增加了碳颗粒的总表面积，从而大大提高了其对化学气体的过滤效率和吸附能力。 2）由于碳颗粒均匀分布在无纺布中且间隙足够大，碳纤维布对气流的阻力非常小。低压降意味着成品过滤器在相同风量下能耗更低。 3）易于加工成型，强度高。 4）使用寿命长，但长期使用后会发酸。 碳纤维布的应用领域 碳纤维布广泛应用于以下领域。 1）空气净化器，如家用空气净化器滤芯、车载净化器滤芯、国防空气净化器滤芯、油烟净化器滤芯、移动式新风净化器滤芯以及工业废气净化器等。笔者家中就有一台净化器，内含一块较厚的活性炭过滤器，家中有异味时就打开，效果良好。 2）空调，如汽车空调滤芯、家用空调滤芯、空调系统滤芯、空调机组滤芯等。目前普通家用空调中碳纤维布使用较少，但汽车空调中仍有不少滤芯在使用。 3）吸尘器，如工业除尘吸尘器滤芯、工业除尘器滤芯、迷你家用智能扫地机滤芯、车载手持吸尘器滤芯、干湿两用吸尘器滤芯等。我们生活中见到的大多数吸尘器滤网无法使用碳纤维布，目前只需对颗粒物有一定过滤效果即可。 4）新风机，如：移动式新风净化器滤芯、新风恒温恒氧空气净化器滤芯、全屋智能富氧新风净化器滤芯、HVAC管道空气净化系统滤芯、新风防霾除湿器滤芯等。这些场合是否会使用碳纤维布滤网取决于实际需求。现实中更多的选择是：颗粒过滤滤网与单独含活性炭颗粒滤芯的组合。 5）洁净过滤净化系统，如100级/1000级/10000级洁净室净化系统的工业空气滤芯和通风管滤芯。 6）其他净化产品及通风配件，如医用呼吸器滤芯、防雾口罩滤芯、投影仪/投影机滤芯、人工智能机器人滤芯等。 需要关注的性能指标 碳纤维布可同时过滤气体和颗粒物。因此，可根据ISO 10121-1《一般通风用气态空气净化材料及装置性能评估试验方法——第1部分：气态空气净化材料》和ISO 11155-2《道路车辆——乘客舱空气过滤器——第2部分：气态过滤试验》测试滤材和过滤器的气体过滤性能要求，根据ISO 16890《一般通风用空气过滤器》、ISO 29463《去除空气中颗粒物的高效过滤器和过滤材料》和ISO 11155-1《道路车辆——乘客舱空气过滤器——第1部分：颗粒物过滤试验》测试滤材和过滤器的颗粒物过滤性能要求。 涉及的测试指标有：气体去除效率、污染物容量、解吸、阻力、颗粒物过滤效率（包括计重效率、分级效率等）、风量-阻力曲线、容尘量等。具体需要测试的指标需根据碳纤维布的用途确定。 世尘科技使用SC-13011CG化学气体过滤性能测试仪测试了两款碳纤维布夹的气体过滤性能。使用相同的气体类型、气体浓度和流量进行测试。两款样品的外观和测试结果见下图。 从测试结果来看，无论是气体去除效率、污染容量还是阻力，2号样品都明显优于1号样品。从外观来看，两款样品表层使用的无纺布不同，中间填充的活性炭用量、均匀度和粒径也不同。由此可见，上述因素都会影响碳纤维布的性能。碳纤维布的性能可以量化，我们可以根据测试结果和碳纤维布的应用领域优化产品成分和工艺。 上述样品来自质量较好的厂家，而实际上测试过的碳纤维布更多。事实上，市场上相当多的碳纤维布生产厂家和滤网厂家对自己的碳纤维布性能没有数据支撑。 影响性能的因素 影响碳纤维布性能的主要因素是活性炭的特性。 根据吸附过程中活性炭分子与污染物分子之间作用力的不同，活性炭的吸附机理可分为物理吸附和化学吸附（也称活性吸附）。在吸附过程中，当活性炭分子与污染物分子之间的作用力为范德华力（或静电引力）时，称为物理吸附；当活性炭分子与污染物分子之间的作用力为化学键时，称为化学吸附。 如下图所示，当气流中污染气体的浓度大于活性炭边界层中的浓度时，气体将向低浓度区域扩散。进入活性炭中的多孔介质时，气体分子随机撞击活性炭微孔内壁，被分子间的范德华力”锁定”在孔道中。 据文献统计，活性炭的吸附容量从十几到几百mg/g不等，这取决于活性炭的物理化学性质，如表面积、孔径、孔容、化学官能团以及气体分子大小和极性等。同时，温度和湿度等吸附条件也不容忽视。因此，实际使用中需要综合考虑各种因素进行判断，进而选择合适的活性炭。 不同类型的气体适合不同的吸附剂。作为气体吸附剂，活性炭以多孔物理吸附为主。部分厂家对活性炭进行浸渍处理，增加了化学吸附的特性。

This article covers general air filters testing standards, classification methods, and test rigs (systems) for comprehensive filter evaluation.

作为洁净室检测的项目之一，高效过滤器的泄漏检测自2010版GMP实施以来受到越来越多的关注。 现已成为制药企业的强制检测项目，医院、电子、食品、化妆品等行业开展高效过滤器泄漏检测的单位也越来越多。 下面为大家具体介绍高效过滤器泄漏检测的方法。 1. 钠焰法 钠焰法的测试尘源为多相氯化钠盐雾，”量”为含盐雾燃烧时氢火焰的亮度。 盐水在压缩空气的搅动下飞溅，经干燥形成微小盐晶颗粒后进入风道，在过滤器前后分别采样。 含盐雾气样使氢火焰呈蓝色，亮度增加，根据火焰亮度确定盐雾气样的浓度，从而确定过滤器对盐雾的过滤效率。 主要测试仪器为火焰光度计，该方法灵敏度不高，无法对超高效过滤器进行检测。 2. 油雾法 油雾法的测试尘源为油雾，”量”为含油雾空气的浊度，通过过滤器前后气样的浊度差异来确定过滤器对油雾颗粒的过滤效率。 德国规定使用石蜡油，油雾粒径为0.3~0.5微米。油雾法在检测过滤器时容易损伤过滤器，且无法直接读数，费时费力。 3. DOP法 该方法曾是国际上常用的高效过滤器测试方法。 其测试尘源为0.3微米单相邻苯二甲酸二辛酯（DOP）液滴，也称”热DOP”，”量”为含DOP空气的浊度。 DOP液体加热成蒸汽，蒸汽在特定条件下冷凝成微小液滴，去除过大和过小的液滴后，留下0.3微米左右的颗粒，送入风道，通过测量过滤器前后空气样品的浊度，从而确定过滤器对0.3微米粉尘的过滤效率。 4. 荧光法 荧光法的测试尘源为喷雾器产生的荧光素钠粉尘。测试方法是首先在过滤器前后采样，然后将采样滤纸上的荧光素钠用水溶解，再在特定条件下测量含荧光素钠水溶液的荧光亮度，亮度反映粉尘的重量，由此计算过滤器的过滤效率。 5. 粒子计数法 此方法常见于欧洲，美国超高效空气过滤器的测试方法也与之类似，是目前国际主流的测试方法。 尘源为多相液滴，或具有确定粒径的固体粉尘。有时，过滤器生产商必须根据用户的特殊要求使用大气尘或其他特定尘源。 如果测试中使用凝结核计数器，则必须使用已知粒径的单相测试尘源。主要测量仪器为大流量激光粒子计数器或凝结核计数器。 使用计数器对过滤器的整个出风面进行扫描，计数器给出各点的粉尘数量，还可比较各点的局部效率。