國內(nèi)外汽車空調(diào)濾清器試驗標準解析

殷尉 邊嘉宸 何雍奧

中國汽車技術(shù)研究中心 天津市 300300

1 前言

中國快速的城市化進程對脆弱的城市生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了巨大的影響。世界衛(wèi)生組織的空氣質(zhì)量指南指出，中國85個城市PM 2.5濃度大于10μg/m3，這些城市主要分布在中國中東部地區(qū)。城市PM 2.5與城市人口之間存在顯著正相關(guān)，城市PM 2.5與城市第二產(chǎn)業(yè)之間存在顯著正相關(guān)，因此，城市工業(yè)越發(fā)達，PM 2.5濃度越高[1]。

現(xiàn)代生活離不開交通工具，作為保有量最多的汽車更是生活中不可或缺的交通工具。隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，除了關(guān)注汽車的性能、舒適性，人們現(xiàn)在的關(guān)注點更傾向于健康。車廂內(nèi)的空氣質(zhì)量成為亟待解決的一大難題。汽車空調(diào)是影響車內(nèi)空氣質(zhì)量的直接因素，空氣經(jīng)過汽車空調(diào)進入車廂，影響車廂內(nèi)的溫濕度及空氣清潔度。目前，基本所有車型都為汽車空調(diào)配備了空調(diào)濾清器，空調(diào)濾清器能減少進入車廂內(nèi)氣體的污染程度。

2 空調(diào)濾清器原理

最早的空調(diào)濾清器出現(xiàn)在二十世紀80年代，發(fā)展到今天，它不但可以保護乘客吸入花粉和灰塵，還可以對氣體污染物進行過濾。

目前大多數(shù)空調(diào)系統(tǒng)匹配的濾清器有兩種，一種是單功效的顆粒濾清器，它可以使過濾大顆粒污染物如灰塵、柴油煙灰、花粉顆粒等；另一種是多功效的活性炭濾清器，在具有單效空調(diào)濾清器的功能的同時，還能通過活性炭吸附空氣中的甲苯、丁烷、氮氧化物等有害氣體。

單效空調(diào)濾清器中，過濾材料通過攔截效應(yīng)、重力效應(yīng)、慣性效應(yīng)、擴散效應(yīng)以及靜電效應(yīng)對空氣中的顆粒物進行過濾；而多效空調(diào)濾清器中，起主要作用的是一種細微但是具有很大表面積的顆粒-活性炭，顆粒中布滿微孔，這種微孔具有極強的吸附能力，氣體通過表面積很大的顆粒時，與顆粒充分接觸，遇到微孔即被吸附，起到了凈化作用[2]。

表1 各標準中環(huán)境要求

表2 各標準試驗流量對比

表3 各標準試驗項目

表4 各標準試驗塵源

3 國內(nèi)外相關(guān)標準

3.1 ISO 標準

ISO(International Organization for Standardization)是國際標準機構(gòu)，2001年，ISO發(fā)布了ISO/TS 11155-1 Road vehicles-Air filters for passenger compartments.Part 1：Test for particulate filtration 及ISO11155-2 Road vehicles-Air filters for passenger compartments. Part 2：Test for gaseous filtration。此系列標準的試驗對象是單效及多效空調(diào)濾清器，整體來說，盡管ISO/TS 11155-1 是ISO標準補充的技術(shù)規(guī)范，比ISO標準更嚴格， ISO/TS 11155-1只設(shè)置了兩個測試項目：性能試驗及效率試驗。ISO11155-2也是對多效空調(diào)濾清器的基本吸附性能測試的方法標準。出于讓用戶更好的選擇測試項目及技術(shù)參數(shù)，ISO11155系列并沒有設(shè)定判定依據(jù)[3]。

3.2 EN標準

EN（European Norm）是歐洲標準，CENELEC和CEN以及它們的聯(lián)合機構(gòu)CEN/ CENELEC是歐洲最主要的標準制定機構(gòu)。按照成員國所承擔的共同義務(wù)，成員國的國家標準必須與EN標準保持一致。EN標準的影響力較大，很多國家的標準制定都會引用甚至等同采用EN標準。EN779：2012及EN1822：2009是空調(diào)濾清器方面影響力較大的兩個歐洲標準[4，5]。

3.3 我國相關(guān)空調(diào)濾清器標準

我國汽車空調(diào)濾清器標準的制定及發(fā)布主要由全國汽車標準化技術(shù)委員會歸口，較為常用的標準如GB/T 32085.1-2015，QC/T 795.1-2007、QC/T 795.2-2007及均是修改采用ISO/TS 11155-1：2001《道路車輛 乘駕室用空氣濾清器 第一部分：粉塵過濾測試》及ISO/TS 11155-2：2002《道路車輛 乘駕室用空氣濾清器 第二部分：氣體過濾測試》；QC/T 998-2015主要引用了QC/T 795.1-2007、QC/T 795.2-2007[6-8]。

表5 EN 779: 2012和EN 1822: 2009濾清器分級依據(jù)

表6 QC/T 998-2015 分級依據(jù)

4 各標準對比

以下各對比指標均以粉塵過濾測試為主。

4.1 環(huán)境

在濾清器性能試驗中，測試環(huán)境對測試結(jié)果有著很大的影響。歐洲標準對濕度的控制顯然沒有國際標準嚴格。然而通過一些比對試驗，空氣濕度對實驗結(jié)果的影響是非常顯著的，這就需要我們在試驗過程中嚴格把控標準要求，各試驗標準對環(huán)境的要求如表1所示。

4.2 試驗流量

由于汽車空調(diào)使用環(huán)境多變，大部分標準并沒有對試驗流量進行嚴格規(guī)定，歐洲標準及國際標準都未對試驗流量有任何規(guī)定，國內(nèi)標準大部分普遍以300m3/h作為測試流量，這是與國外標準不同的地方。試驗流量情況見表2。

4.3 測試項目

除QC/T 998-2015外，其余標準只進行空調(diào)濾清器的性能試驗，而沒有關(guān)注空調(diào)濾清器本身的材料特性。絕大多數(shù)標準都進行了壓差流量特性試驗、分級效率試驗、終端分級過濾效率試驗及容塵量試驗，說明這四個試驗室目前公認的空調(diào)濾清器性能試驗項目。下表3是各標準試驗項目。

4.4 試驗粉塵及分級效率測試粒徑

本文所述6個標準中，用于測定濾清器計數(shù)效率的氣溶膠及用于測定濾清器容塵量和計重效率的粉塵塵源有所不同，詳見表 4。

4.5 濾清器分級

本文所述6個標準中，不同的標準對分級的定義不同，歐洲標準EN 779：2012和EN 1822：2009按照計重效率，0.4μm計數(shù)效率，計數(shù)效率等分級依據(jù)定義了從低效濾清器至超高效濾清器詳見表5。

QC/T 998-2015對濾清器的分級相對簡單，分別以對一定流量下的阻力、濾清效率、容塵量三個分級依據(jù)對濾清器進行了I類、II類、III類的分級。詳見表6。

5 結(jié)論

我國的汽車空調(diào)濾清器標準研究和制訂起步晚，隨著國際上汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展及環(huán)境的不斷惡化，各標準化組織越來越重視汽車空調(diào)濾清器標準的研究，關(guān)注的重點也從最早的單效顆粒式轉(zhuǎn)向多效吸附式。

我國的空調(diào)濾清器的相關(guān)標準都是采用等同翻譯或修改國際標準、歐洲標準等國外標準，試驗參數(shù)無法匹配國內(nèi)環(huán)境，不能適應(yīng)發(fā)展需要。國內(nèi)空調(diào)濾清器標準亟待升級，行業(yè)需參考國內(nèi)外多項標準并結(jié)合我國的實際情況，確立發(fā)展路徑、測試方法和評價體系，促進行業(yè)技術(shù)健康快速的發(fā)展，提升行業(yè)的競爭力。