空氣過濾器過濾效果評價方法的研究

　　隨著人民生活水平的提高,人們對空氣質(zhì)量的要求也逐漸提高,空氣凈化器隨之走入人們的生活。但如何評價種類繁多的空氣過濾器目前暫無統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn),檢測方法也各種各樣。最常見為模擬現(xiàn)場檢測法,過濾器進(jìn)出口檢測法,但這些方法各有其不足之處,如實驗條件不易控制,易受現(xiàn)場條件影響,檢測時間長,自然消減作用大,人為影響也較大等。為排除以上影響,我們參照ANSI/AHAM AC-1-1998《美國家用便攜式家用電動式空氣凈化器檢測標(biāo)準(zhǔn)方法》,并采用“空氣過濾次數(shù)”的概念對空氣過濾器進(jìn)行檢測,避免了較多的干擾因素,測試時間短,試驗數(shù)據(jù)可靠,真實反映過濾器的過濾效能。

1、材料與方法
　1.1 實驗設(shè)計
　　在可調(diào)密閉實驗空間中,根據(jù)過濾器的風(fēng)量,確定某一相適應(yīng)的實驗空間,根據(jù)將過濾器檢測空間空氣過濾0、2、4、6次的過濾指標(biāo)變化,計算各指標(biāo)過濾率,從而評價過濾器過濾效能。
　1.2 檢測指標(biāo)

　1.3 實驗條件
　　1.3.1 實驗室要求 實驗場地為一可調(diào)密閉空間,其每小時換氣率<3%,實驗空間可調(diào)為26.2、18.8、12.6、6.3 m³4種不同大小的空間。實驗室設(shè)有過濾系統(tǒng)及體、窗式空調(diào)各一臺,以調(diào)控溫度、濕度。排風(fēng)機(jī)一臺,調(diào)控本底及實驗指標(biāo)濃度?？諝鈹嚢杵饕慌_,起混勻檢測指標(biāo)濃度作用。實驗室兩側(cè)分別設(shè)進(jìn)氣孔和檢測口,實驗樣機(jī)控制開關(guān)設(shè)于室外。實驗室內(nèi)壁均采用光滑、低吸附材料。
　　1.3.2 污染指標(biāo)本底調(diào)控 除IP、細(xì)菌總數(shù)指標(biāo)外,均采用濃度為99.9%標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行本底濃度調(diào)控。
　　1.3.3 檢測方式 均采用實驗室外操作檢測。
　　1.3.4 樣機(jī)選擇 檢測樣機(jī)均采用未經(jīng)使用無污染的樣機(jī),包括靜電式空氣凈化器、機(jī)械式空氣凈化器、除塵吸附氣體式空氣凈化器三大類。分別為進(jìn)口產(chǎn)品及國產(chǎn)產(chǎn)品,由7家生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。
　1.4 檢測儀器
　　選用美國Interscan數(shù)顯監(jiān)測儀檢測SO2、NO2、CO、CO2,用德國默克公司生產(chǎn)的撞擊式空氣細(xì)菌檢測儀檢測細(xì)菌總數(shù),用日本LD-I可吸入塵檢測儀檢測IP。
　1.5 實驗步驟
　　1.5.1 測定試驗樣機(jī)過濾風(fēng)量 s=3600v·m式中:s:過濾風(fēng)量(m³/s);v:測試樣機(jī)過濾口平均風(fēng)速(m/s);m:過濾器出風(fēng)口面積(m²)。
　　1.5.2 確定實驗空間 以過濾6次時間控制在20~60 min內(nèi)為宜,按實驗空間=過濾風(fēng)量(m³/h)×1h,找出最接近的實驗空間。
　　1.5.3 計算檢測時間 時間=過濾次數(shù)×實驗空間體積(m³)/過濾風(fēng)量(m³/h)
　　1.5.4 實驗空間溫、濕度調(diào)控 溫度控制在20~25℃,濕度控制在40%~100%。
　　1.5.5 污染本底制備 細(xì)菌總數(shù):監(jiān)測之前開啟門窗4 h,使實驗室空氣與外界充分混合,利用自然空氣中細(xì)菌總數(shù)進(jìn)行過濾效果監(jiān)測。IP:燃燒香燭10 min。CO、CO2、SO2、NO2:通過進(jìn)氣孔,施放標(biāo)準(zhǔn)氣,并控制在一起的濃度范圍,開啟攪拌器,使實驗空間內(nèi)測試指標(biāo)濃度均勻。
　　1.5.6 記錄檢測指標(biāo) 開啟空氣過濾器前測試各種指標(biāo),然后通過外置開關(guān)開啟過濾器進(jìn)行過濾,并分別在過濾2、4、6次時間段進(jìn)行檢測,空氣細(xì)菌總數(shù)只在過濾6次時測定,記錄各指標(biāo)。
　　1.5.7 對照檢測 步驟同1.5.1~1.5.6,只是不開啟空氣過濾器。
　1.6 過濾效能計算
　　過濾效能(%)=實驗過濾效率-自然衰減率(1)
　　過濾效能(%)=(a-b)×100% (2)
　　式中:a:實驗本底濃度-x次實驗濃度/實驗本底濃度;b:對照本底濃度-x次對照濃度/對照本底濃度。
　1.7 統(tǒng)計分析
　　采用SPSS For Windows 95/NT統(tǒng)計軟件包對實驗結(jié)果進(jìn)行多元方差分析。

2、 結(jié)果與討論
　　檢測結(jié)果表明CO、CO2、SO2、NO2各實驗組隨著過濾次數(shù)的增加,過濾效率不斷提高,各組過濾次數(shù)(2次、4次、6次)間均有顯著性差異(P<0.01),但各實驗組與對照組間無顯著性差異(P>0.05)。IP、空氣細(xì)菌總數(shù)過濾效率分別見表1、表2。

　　在排除自然衰減率后,IP實驗組與對照組將實驗空間空氣過濾2、4、6次有顯著性差異(P<0.01)。由表1可見,隨著過濾次數(shù)的增加,過濾效率不斷提高,過濾6次后可達(dá)76.6%,說明敏感指標(biāo)應(yīng)為IP。空氣細(xì)菌總數(shù)基本與IP成正相關(guān)(見表3)。亦可作為敏感評價指標(biāo)。

　　IP、CO、CO2、SO2、NO25項指標(biāo)中,過濾6次、4次、2次自然衰減率基本一致,如過濾6次自然衰減率為9%,過濾4次為7%,過濾2次為3%。在檢測工作中,如樣機(jī)將實驗空間空氣過濾6次、4次、2次的過濾效率分別低于上述百分比則可考慮樣機(jī)無過濾效能。

4、小結(jié)
　　采用本方法評價空氣凈化器過濾效能的優(yōu)點:(1)實驗空間為可調(diào)空間,可針對不同樣機(jī)選擇不同檢測空間,一地多用。(2)實驗空間密閉性高,透氣率<3%,由于實驗空間不大,實驗時基本形成氣流循環(huán),避免檢測死角產(chǎn)生。(3)所有檢測及控制均為外置式,最大限度避免了人為因素的影響。(4)根據(jù)樣機(jī)過濾風(fēng)量選擇最適應(yīng)實驗空間,將檢測時間控制在較短的時間內(nèi),將自然沉降因素降到最小。(5)本實驗方法重復(fù)性好,結(jié)果較穩(wěn)定,省時,省力,易操作評價。