几种新型空气过滤器净化效果分析

美国ASHRAE标淮62-1989R中规定普通空调系统要求配备至少满足对粒径3um粒子的过滤效率为60%的空气过滤器，这相当于国标 《一般通风用空气过滤器》中的中效空气过滤器的水平。由于考虑投资和运行成本，国内许多空调通风系统中往往只采用对吸入尘无过滤效率的金属丝网加粗孔泡沫塑料的初效过滤器，加上运行维护不当，出现空调通风系统内风管积灰和表冷器积尘， 导致室内不良的空气品质等问题。

随着人们对室内空气环境质量的日益关注，舒适性空调也引入了“清洁空气”的概念。此清洁空气的定义虽不能和传统洁净空调所要求的条件相提并论，但也要求送入室内空气的尘、菌浓度及空气污染物浓度达到相应标准。因此，空气过滤装置不仅要承担起除尘作用，还得兼顾杀菌。而传统的纤维过滤器在大多数时间，都处于积灰状态，且滤材杀菌缺乏主动性，最多属于“防霉”。要减少乃至清除空气中的微生物，就要采取其它辅助手段。为此各种原理的新型空气过滤器就进入了人们的视野，空气洁净市场也越来越火。尤其是SARS后，国内兴起了空气净化过滤产品热，国外各类抗菌、滤尘产品也纷纷涌入。

目前市场上出现的许多净化产品，从原理上讲并不是什么新概念。综合舒适性空调系统中使用的空气过滤器，杀菌原理可分为静电过滤、活性炭、等离子、负离子、TiO2光催化等。图1是课题组在2004年调查上海8栋中央空调大楼在 ＳＡＲＳ 后新增设的几种净化设备。

作为传统过滤方法的改善手段， 这些净化过滤的实际效果究竟如何？为此， 我们对几种新型空气过滤器的滤菌和滤尘效果进行了现场测试， 并通过比较和分析， 评价出这些新型净化产品的实际运行效果， 从而对合理选用空调系统的过滤方式有一定的借鉴作用。  
  
          
 图 １ 空调系统使用的净化产品  


２ 几种新型空气过滤器  


    在舒适性空调系统中， 新型空气过滤器产品名目繁多，现场调研发现目前已使用的产品大致可归为静电过滤器、等离子空气过滤器、臭氧发生器和纳米催化净化器等。 


 
３ 空气净化产品滤菌滤尘效果的现场测试  


３．１ 测试目的  
    目前的舒适性中央空调系统中， 新型的空气净化产品主要以静电过滤器及等离子体空气净化器居多，主要是这两种净化方式不会对原通风系统的通风性能产生任何影响， 且操作上也较容易实现， 特别是对已建系统增设静电过滤器非常方便。我们与日本国立保健医疗科学院合作， 于 ０４ 年到 ０５ 年之间， 对上海 ４ 幢使用等离子体净化或静电过滤器的中央空调系统进行了滤菌滤尘净化效果的现场测试。 


  ３．２ 测试对象  
    在调研的 ８ 栋空调大楼中， 我们选择了较典型的 ４ 个空调系统作为测试分析对象，  具体测试根据 《消毒技术规范》进行。为测试各空气过滤器的实际滤尘滤菌效果， 我们通过比较空气过滤器开启时其前后菌尘浓度的变化来分析这几种空气过滤器的滤菌除尘效率。同时也通过比较空气过滤器分别处于关闭与开启状态下时室内的菌尘浓度的变化来定性比较各过滤器的净化效果。  


 ４ 测试结果及分析  
 ４．１ 空气过滤器的滤菌滤尘效果  
    在使用不同空气过滤器的空调系统 Ａ、系统 Ｂ 和系统Ｃ 中， 过滤器的除菌和分级除尘效率如表 ４ 和图 ２ 所示。在使用等离子空气过滤器的空调系统中， 过滤器的滤菌效率平均为 ３９．３％，而各自的除尘效率 （ 特别是对能沉积在人体肺泡内， 危害人体健康的粒径小于 ５!ｍ 的尘埃） 平均约为 ４３．０％。而静电空气过滤器的滤菌效率为 ６６．７％，除菌效果明显； 静电过滤器对 １．０～５．０!ｍ 左右的粒子净化效率较高， 可达 ８０％， 表明静电空气过滤器对去除可吸入微粒， 尤其是小颗粒尘埃有显著的作用。  


４．２ 空气过滤器开启前后室内菌尘值的变化  
    在使用不同种类空气过滤器的空调系统 Ａ、Ｃ 和 Ｄ 中，空气过滤器开启前后的室内菌尘变化见表 ５ 和图 ３。在设有等离子空气过滤器的空调系统中， 过滤器开启前后室内的含菌浓度下降率为 ５０．０％，含尘浓度对粒径小于５!ｍ 的尘埃平均降低率为 ３２．１％。而在使用静电过滤器的系统 Ｃ 和系统 Ｄ 中， 过滤器开启前后室内的含菌浓度下降率约 ５５．２％，比等离子空气过滤器除菌效果高 １０．４％， 室内的含尘浓度降低率平均也达到 ６４．１％ （ 粒径小于 ５!ｍ 的尘埃） ， 比采用等离子空气过滤器过滤效果高 ９９．７％， 过滤小微粒的效果非常明显。  


５ 结论与讨论  
   （１） 安装静电空气过滤器的除菌率比等离子空气过滤器的平均值高一倍； 安装静电空气过滤器的室内菌值下降率比等离子空气过滤器的高 １０．４％， 说明静电过滤器的滤菌效果较显著。  
   （２） 静电过滤器对 １．０～５．０!ｍ 左右的粒子净化效率高达 ８０％； 采用静电空气过滤器的室内含尘浓度值约为装有等离子体空气过滤器室内含尘埃浓度值的一半， 表明静电空气过滤器的对净化室内可吸入微粒， 尤其是小颗粒尘埃的效果明显。  

   （３） 新型的静电空气过滤器在除尘、除菌方面效果明显， 它阻力小 （３￣５ｍｍＨ２Ｏ） ， 耗电少， 特别适合既有空调过滤设备的改造， 课题组的调研表明， 目前国内已有将其作为空调机组主过滤器的成功案例 ， 相信只要有效地控制静电过滤器电场易击穿、集尘后放电效率下降和设备成本较高的因素， 静电空气过滤器可作为中央空调通风系统一种有效的空气净化手段。

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