空气过滤器过滤效果评价方法的研究

　　随着人民生活水平的提高,人们对空气质量的要求也逐渐提高,空气净化器随之走入人们的生活。但如何评价种类繁多的空气过滤器目前暂无统一的评价标准,检测方法也各种各样。最常见为模拟现场检测法,过滤器进出口检测法,但这些方法各有其不足之处,如实验条件不易控制,易受现场条件影响,检测时间长,自然消减作用大,人为影响也较大等。为排除以上影响,我们参照ANSI/AHAM AC-1-1998《美国家用便携式家用电动式空气净化器检测标准方法》,并采用“空气过滤次数”的概念对空气过滤器进行检测,避免了较多的干扰因素,测试时间短,试验数据可靠,真实反映过滤器的过滤效能。

1、材料与方法
　1.1 实验设计
　　在可调密闭实验空间中,根据过滤器的风量,确定某一相适应的实验空间,根据将过滤器检测空间空气过滤0、2、4、6次的过滤指标变化,计算各指标过滤率,从而评价过滤器过滤效能。
　1.2 检测指标

　1.3 实验条件
　　1.3.1 实验室要求 实验场地为一可调密闭空间,其每小时换气率<3%,实验空间可调为26.2、18.8、12.6、6.3 m³4种不同大小的空间。实验室设有过滤系统及体、窗式空调各一台,以调控温度、湿度。排风机一台,调控本底及实验指标浓度。空气搅拌器一台,起混匀检测指标浓度作用。实验室两侧分别设进气孔和检测口,实验样机控制开关设于室外。实验室内壁均采用光滑、低吸附材料。
　　1.3.2 污染指标本底调控 除IP、细菌总数指标外,均采用浓度为99.9%标准气体进行本底浓度调控。
　　1.3.3 检测方式 均采用实验室外操作检测。
　　1.3.4 样机选择 检测样机均采用未经使用无污染的样机,包括静电式空气净化器、机械式空气净化器、除尘吸附气体式空气净化器三大类。分别为进口产品及国产产品,由7家生产厂家生产。
　1.4 检测仪器
　　选用美国Interscan数显监测仪检测SO2、NO2、CO、CO2,用德国默克公司生产的撞击式空气细菌检测仪检测细菌总数,用日本LD-I可吸入尘检测仪检测IP。
　1.5 实验步骤
　　1.5.1 测定试验样机过滤风量 s=3600v·m式中:s:过滤风量(m³/s);v:测试样机过滤口平均风速(m/s);m:过滤器出风口面积(m²)。
　　1.5.2 确定实验空间 以过滤6次时间控制在20~60 min内为宜,按实验空间=过滤风量(m³/h)×1h,找出最接近的实验空间。
　　1.5.3 计算检测时间 时间=过滤次数×实验空间体积(m³)/过滤风量(m³/h)
　　1.5.4 实验空间温、湿度调控 温度控制在20~25℃,湿度控制在40%~100%。
　　1.5.5 污染本底制备 细菌总数:监测之前开启门窗4 h,使实验室空气与外界充分混合,利用自然空气中细菌总数进行过滤效果监测。IP:燃烧香烛10 min。CO、CO2、SO2、NO2:通过进气孔,施放标准气,并控制在一起的浓度范围,开启搅拌器,使实验空间内测试指标浓度均匀。
　　1.5.6 记录检测指标 开启空气过滤器前测试各种指标,然后通过外置开关开启过滤器进行过滤,并分别在过滤2、4、6次时间段进行检测,空气细菌总数只在过滤6次时测定,记录各指标。
　　1.5.7 对照检测 步骤同1.5.1~1.5.6,只是不开启空气过滤器。
　1.6 过滤效能计算
　　过滤效能(%)=实验过滤效率-自然衰减率(1)
　　过滤效能(%)=(a-b)×100% (2)
　　式中:a:实验本底浓度-x次实验浓度/实验本底浓度;b:对照本底浓度-x次对照浓度/对照本底浓度。
　1.7 统计分析
　　采用SPSS For Windows 95/NT统计软件包对实验结果进行多元方差分析。

2、 结果与讨论
　　检测结果表明CO、CO2、SO2、NO2各实验组随着过滤次数的增加,过滤效率不断提高,各组过滤次数(2次、4次、6次)间均有显著性差异(P<0.01),但各实验组与对照组间无显著性差异(P>0.05)。IP、空气细菌总数过滤效率分别见表1、表2。

　　在排除自然衰减率后,IP实验组与对照组将实验空间空气过滤2、4、6次有显著性差异(P<0.01)。由表1可见,随着过滤次数的增加,过滤效率不断提高,过滤6次后可达76.6%,说明敏感指标应为IP。空气细菌总数基本与IP成正相关(见表3)。亦可作为敏感评价指标。

　　IP、CO、CO2、SO2、NO25项指标中,过滤6次、4次、2次自然衰减率基本一致,如过滤6次自然衰减率为9%,过滤4次为7%,过滤2次为3%。在检测工作中,如样机将实验空间空气过滤6次、4次、2次的过滤效率分别低于上述百分比则可考虑样机无过滤效能。

4、小结
　　采用本方法评价空气净化器过滤效能的优点:(1)实验空间为可调空间,可针对不同样机选择不同检测空间,一地多用。(2)实验空间密闭性高,透气率<3%,由于实验空间不大,实验时基本形成气流循环,避免检测死角产生。(3)所有检测及控制均为外置式,最大限度避免了人为因素的影响。(4)根据样机过滤风量选择最适应实验空间,将检测时间控制在较短的时间内,将自然沉降因素降到最小。(5)本实验方法重复性好,结果较稳定,省时,省力,易操作评价。