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洁净室内如何进行高效过滤器检漏
现代空气净化技术的发展,使得空气过滤产业面临着前所未有的机遇和挑战。许多部门对生 产、工作环境空气中的悬浮微粒的控制要求越来越严格,从而对空调净化系统末端的高效空气过滤器( higheff iciency particulate air( HEPA) filter)性能的要求越来越高。洁净 度是洁净室综合性能评定的重要指标之一, 高效空气过滤器作为尘埃颗粒物进入洁净室的最后一道防线, 其自身性能及施工安装质量的优劣直接关系到洁净室能否符合要求。高效空气过滤器现场检漏测试是保证洁净室工程质量的必要措施之一，故即使每台高效空气过滤器在出厂时都经过性能测试，将其安装在洁净室后仍要进行逐台检漏测试。
洁净室施工及验收规范(JGJ 71—90)[ 1] 附录六中给出了高效空气过滤器检漏测试的相关条款,指出%检漏时将采样口放在距离被检过滤器表面2~ 3 cm 处,以 5~ 20 mm/ s 的速度移动,对被检过滤器整个断面、封头胶和安装框架处进行扫描。&通过大量洁净室综合性能评定检测验收工程发现,过滤器整个滤芯断面及封头胶处采样浓度基本均匀一致,为送风气流浓度,即没有漏点;但当将采样口移动至过滤器边框及其安装框架处等气流死区时,激光粒子计数器测定给出的含尘浓度明显偏高,这可能是送风射流卷吸具有较高含尘浓度的室内空气所致,若据此认定高效空气过滤器边框或安装框架处存在泄漏,未必符合实际情况。
本文针对洁净室高效空气过滤器边框及安装框架处的扫描检漏具体操作问题进行了探讨, 介绍了IEST 给出的相关测试方法及部分洁净室施工人员采取的非扫描检漏测试方法,通过 理论分析及大量实验研究,给出了既科学合理又方便操作的高效空气过滤器现场检漏测试方法,为制订国标洁净室及施工验收规范作参考。
1 理论分析
1. 1弱射流
洁净室高效空气过滤器的现场安装及垂直剖 面示意图如图1所示,其送风口处一般为0. 5 m / s 左右的低速射流,由于末端过滤器的均流 作用使 得射流在出风口时成为具有单 向流特性的射流, 流线彼此平行,出口的湍流特性很小,扩散角度很小[ 2] 将其称为弱射流, 其射流示意图如图 2 所示。
图 1 送风高效空气过滤器现场安装及垂直剖面示意图
由送风射流的流动规律可知,量纲一湍流系数T与射流扩散角0及风口形式有关,如式( 1) 所 示。tan0= 3.4T
( 1)给出了不同风口的量纲一湍流系数 T的经验值,据此可反推出射流扩散角 0, 由于缺乏弱射流的湍流系数 TH EPA ,[ 3] 认为TH EPA < 0.066, 即弱射流的湍流系数低于文献[ 3] 给出的最低湍流系数( 收缩极好的喷口圆射流的湍流系数) ,则洁净室内高效送风口的射流扩散角 0< 12. 6(,文献[4]同样指出一个高效空气过滤器送风口气流扩散角最大只有十几度。
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图 2 高效空气过滤器风口送风弱射流示意图
由图2可以看出,当检漏采样口放置在高效空气过滤器边框或安装框架处时,由于弱射流的 卷吸作用,会将室内空气卷吸至采样口处,由于室内空气含尘浓度远高于送风含尘浓度,致使采样浓度偏高,若就此判定高效空气过滤器自身或安装存在漏点,并不合理。大量乱流洁净室高效空气过滤器现场检漏测试也证实将采样口移动至高效空气过滤器边框或安装框架处时, 采样浓度几乎都偏高。
既然送风射流卷吸作用会引起检漏漏点的误判,则应采取合理措施控制射流卷吸作用的影响, 为此IEST-RP-CC034. 2[5] 给出了水平挡板的方法,本文给出了加装竖直围挡的措施。部分洁净室施工方为证实高效空气过滤器不存在漏点, 绕开扫描检漏测试, 提出了将高效送风口全面封堵仅留一个测试小孔进行尘埃粒子计数采样的方法。
1. 2 水平挡板
IEST-RP-CC034. 2给出的在高效空气过滤器送风口下方加装水平挡板的方法如图 3 所示, 洁净的送风弱射流撞击到水平挡板后向四周扩散,可以较好地抵制弱射流卷吸室内空气至检漏采样口处。此时若高效空气过滤器自身或安装框架处存 在泄漏, 则检漏采样浓度高,否则采样浓度基本为送风气流浓度。但该标准并未给出 挡板尺寸、与过滤器的距离等参数。
对图3进行分析可以看出,当水平挡板距离高效空气过滤器出风段面较近或高效空气过滤器风口送风量较大时,水平挡板引起的水平射流( 如流 线 1~ 3) 风速较大,可能会造成较多的送风气流灌 至高效空气过滤器安装框间隙内( 如流线 1 所示) ,致使检漏采样的空气大部分为洁净的送风气流,当过滤器边框或安装边框自身漏点较小时,有可能引起泄漏点的漏判。
加装水平挡板理论上可以抵制弱射流卷吸室 内空气,但在实际工程 应用中仍有很多问题不清楚,如水平挡板自身的尺寸及与高效空气过滤器风口出风段面的距离 h、送风风速等对过滤器边框和安装框架处漏点判断的影响。
1.3竖直围挡
在高效空气过滤器送风口下方加装一定长度的竖直围挡后如图 4 所示, 弱射流边界和挡板相交后,把过滤器下方气流和环境气流隔开, 卷吸的空气不再是具有较高含尘浓度的室内空气,当气流死区中气流逐渐被稀释后,此后卷吸的气 流将是 经过高效空气过滤器过滤后的洁净空气。此时若 高效空气过滤器边框或安装框 架处存在泄漏, 则 检漏采样浓度高, 否则 采样浓度基本为送 风气流浓度, 即可准确地判断漏点。
图 4 高效空气过滤器风口竖直围挡示意图
由图 4可知, 要控制弱射流卷吸室内空气作用的影响, 则应加设的竖直围挡最小高度用式( 2) 计算。
H = L = ( a + b) co t 0( 2) 式中 H 为从过滤器底面算起的竖直围挡最小高度, mm ; L 为高效空气过滤器滤芯边缘距送风静压箱相邻边壁的水平距离, mm; a为高效空气过滤器边壁与送风静压箱相邻边壁的水平距离,一般为20~ 40 m m; b为高效空气过滤器边框宽度, 一般为15~ 20 mm; 0为高效空气过滤器弱射流扩散 角, 一般不大于10。在洁净室工程中, 竖直围挡的最小高度一般为(40 mm + 20 m m) cot 100(= 340 m m, 若考虑一定的安全因素,建议竖直围挡高度不小于400 m m。
具体可参考：http://www.songfengkou.com/
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