空調(diào)系統(tǒng)過濾器設(shè)置討論

黃貴松

（核工業(yè)西南勘察設(shè)計研究院有限公司，成都 610051）

空調(diào)系統(tǒng)過濾器設(shè)置討論

黃貴松

（核工業(yè)西南勘察設(shè)計研究院有限公司，成都 610051）

《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》GB 51039—2014條文7.1.11要求，集中空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機盤管系統(tǒng)的回風(fēng)口必須設(shè)置過濾器。但該條文沒有對過濾器的要求表述清楚；通過計算、分析得出該過濾器的效率應(yīng)達(dá)到中效過濾器F6（歐標(biāo)）等級，初阻力要高于國標(biāo)要求的標(biāo)準(zhǔn)。

過濾器；空調(diào)系統(tǒng)；使用壽命

《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》GB 51039—2014 （以下簡稱《醫(yī)規(guī)》）于2015年8月1日正式實施。條文7.1.11要求，集中空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機盤管系統(tǒng)中的回風(fēng)口必須設(shè)置初阻力小于50 Pa，微生物一次性通過率不大于10%和顆粒物一次計重通過率不大于5%的過濾設(shè)備［1］。但該條文沒有對過濾器的要求表述清楚，且增加過濾器后會對空調(diào)系統(tǒng)帶來諸多影響；本文通過比較、分析，得出該過濾器的效率應(yīng)達(dá)到中效過濾器F6（歐標(biāo)）等級，期望給同行在設(shè)計選型時一些參考。

1 過濾器表示問題

按照我國現(xiàn)行規(guī)范《空氣過濾器》（GBT 14295—2008），過濾器額定風(fēng)量下的效率除初效過濾器有兩款（C3、C4以計重效率表示）外，其余均以計數(shù)效率表示，詳見表1。而表示計數(shù)效率至少應(yīng)該包含控制粒徑和效率兩個方面。而《醫(yī)規(guī)》條文7.1.11對過濾的效率表述為：“初阻力小于50 Pa，微生物一次性通過率不大于10%（換算成過濾效率為不小于90%）；顆粒物一次計重通過率不大于5%（換算成計重效率為不小于95%）”。

其一，該條文雖然要求了計數(shù)效率，但沒有明確控制粒徑大小，這就無法選擇確定過濾器類別。

其二，該條文既要求了計數(shù)效率又規(guī)定了計重效率。條文對一個過濾器的效率同時采用了兩種表方法，二者是否矛盾？后文將從兩方面來分別討論。

注：過濾器通過率與過濾效率換算方法：

式中 P——過濾效率；

η——通過率。

1.1 微生物控制粒徑與計數(shù)效率

《醫(yī)規(guī)》條文7.1.11要求微生物的過濾效率不小于90%，雖明確了過濾效率，但沒有指出控制粒徑是多少，僅僅說明了針對微生物的過濾效率。不能明確控制粒徑就無法按照國標(biāo)要求選擇過濾器。

微生物的過濾控制粒徑如何確定，文獻(xiàn)［2］指出，細(xì)菌、螺旋體、立克次式體和病毒等微生物在空氣中是不能單獨存在的，常常在比他們大數(shù)倍的粒徑表面發(fā)現(xiàn)，而且也不是以單體的形式存在，而是以菌團或孢子的形式存在。提出了等價直徑的概念；且涉及過濾效果時，應(yīng)采用效率等價直徑；并提出了近似計算公式（2）。

式中 ηb——對大氣浮游菌過濾效率；

ηd——對≥5 μm大氣塵計數(shù)效率。

也就是說，大氣的效率等價直接約為7 μm。筆者在文獻(xiàn)［3］中計算過不同粒徑初、中效過濾器效率，5 μm時中效過濾器已經(jīng)可達(dá)100%，初效過濾器可達(dá)80%。

由此可見，國標(biāo)中效過濾器即可滿足微生物的計數(shù)過濾效率不小于90%的要求。

1.2 計重效率及換算

表1中可以看出，我國標(biāo)準(zhǔn)僅有兩款初效過濾器采用計重效率表示，其余均用計數(shù)效率表示?！夺t(yī)規(guī)》條文7.1.11中要求一次計重效率不小于95%，遠(yuǎn)大于這兩款初效過濾器效率。因此，需要將計重效率與計數(shù)效率等效換算。

美國過濾器標(biāo)準(zhǔn)提供了計重效率法和計數(shù)效率（比色法）兩種數(shù)據(jù)，美國標(biāo)準(zhǔn)與我國常用的歐標(biāo)對照，見表2。

表1 過濾器效率等級Tab.1 Filter efficiency rating grade

表2 過濾器效率分級對照Tab.2 Filter efficiency rating scale hierarchical control

由表2可以看出：達(dá)到計重效率不小于95%，至少采用效率在F6及以上過濾器。結(jié)合文獻(xiàn)［4］給出的各國空氣過濾器效率分類對比圖（見圖1）可知，F(xiàn)6相當(dāng)于我國標(biāo)準(zhǔn)中效過濾器。此結(jié)果與1.1節(jié)得出的結(jié)果是一致的。

2 過濾器初阻力與風(fēng)量

由前文分析可知，《醫(yī)規(guī)》7.1.11條表述的過濾器應(yīng)至少為中效過濾器。然而根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（見表1），中效過濾器初阻力為80 Pa，而《醫(yī)規(guī)》7.1.11條又要求初阻力須小于50 Pa；規(guī)范要求顯然要高于國標(biāo)的要求。

圖1 各國過濾器效率和分類的對比Fig.1 Different international filter efficiency contrast

過濾器阻力與濾速的關(guān)系見式（4）［5］：

式中ΔH表示過濾器阻力（Pa），ΔP1表示濾料阻力（Pa），ΔP2表示過濾器結(jié)構(gòu)阻力（Pa），C、m為系數(shù)，m大小與過濾材料有關(guān)，纖維性或紙及布濾材m接近1。

由式（3）看出，ΔH 正比于濾速v?！夺t(yī)規(guī)》7.1.11條的解釋條文也做了說明，按照60%的風(fēng)量來選擇中效過濾器。其原理就是減小濾速從而使阻力減小。但也需要指出，中效過濾器風(fēng)量減小40%，其初阻力不一定能減小40%，即從80 Pa減小到50 Pa以下。因為公式（3）中m并非絕對為1，m與濾料的類型有關(guān)而且是個近似值。表3是某廠家F6級過濾器產(chǎn)品參數(shù)。比較可以得出：

（1） 同一款過濾器隨著風(fēng)量降低初阻力也在降低。

（2）同樣尺寸（595×592×290，表3中型號1、4、7）同風(fēng)量下，袋式過濾器阻力小，但是尺寸最大，高度達(dá)到635 mm；要求安裝空間大。而無隔板過濾器的初阻力比有隔板的要小的多，而小風(fēng)量下，無隔板過濾器的初阻力甚至低于袋式過濾器。

（3）同類型，不同型號的的過濾器要滿足≤50 Pa的要求，風(fēng)量減小不一樣。例如表3中，型號4風(fēng)量2 500 m3/h時阻力為80 Pa，3 600 m3/h時阻力為115 Pa，其風(fēng)量和阻力減小均約為31%。而型號7風(fēng)量2 500 m3/h時阻力為40 Pa，3 600 m3/h時阻力為80 Pa，其風(fēng)量減小約為31%，阻力減小約為50%。

表3 過濾器效率與阻力Tab.3 Filter efficiency and resistance

3 總結(jié)

（1）《醫(yī)規(guī)》7.1.11條對定濾器的要求，就是效率不小于F6（歐標(biāo)）初阻力不大于50 Pa的中效過濾器。因此建議條文對過濾器的描述直接寫成：“效率不小于F6（歐標(biāo)）初阻力不大于50 Pa的中效過濾器”，這樣更明確，便于工程實踐操作。

（2）即使是按照解釋條文中的做法，按60%的風(fēng)量來選擇中效過濾器，仍然不能完全保證“初阻力須小于50 Pa”的要求。必須具體到某個型號，根據(jù)專業(yè)廠家提供的數(shù)據(jù)來選取。

［1］GB 51039—2014，綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］許鐘麟，空氣潔凈技術(shù)原理（第三版）［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.

［3］黃貴松，不同控制粒徑下亂流潔凈室設(shè)計［J］.潔凈與空調(diào)技術(shù)，2003，06，62-65.

［4］陸耀慶，等，實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊（第二版）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

［5］張吉光，凈化空調(diào)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2005.

Discussion of Filter in Air Conditioner

Huang Guisong
（Nuclear Industry Southwest survey & Design Institute Co.，Ltd，Chengdu 610051）

In clause 7.1.11 of GB 51039—2014 “General Hospital Building Design Code”，it is stipulated that it is necessary to install filter at air outlet in air conditioning system and fan coil system.But it is unclear in expression of requirements for the filter.In this paper，based on the calculation and analysis，it was concluded that the efficiency of the filter should reach F6 class （EU standard） for medium level efficiency，with which initial resistance will be higher than that required in China standard.

filter； air conditioning system； service life

TQ 834.8+3

A

2095-817X（2016）04-0050-003

2016-03-22

黃貴松（1982—），工程師、國家注冊公用設(shè)備工程師（暖通），主要從事工程設(shè)計工作。