國(guó)內(nèi)外汽車空調(diào)濾清器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)解析

殷尉　邊嘉宸　何雍奧

摘 要：本文主要介紹了國(guó)內(nèi)外空調(diào)濾清器常用標(biāo)準(zhǔn)，代表性的有：ISO/TS 11155-1：2001《道路車輛 乘駕室用空氣濾清器 第1部分：粉塵過(guò)濾測(cè)試》、EN779：2012《一般通風(fēng)用空氣濾清器-過(guò)濾性能的測(cè)定》EN1822-1：2009《高效空氣濾清器 第1部分：分級(jí)、性能試驗(yàn)、標(biāo)識(shí)》GB/T 32085.1-2015《汽車空調(diào)濾清器 第1部分：粉塵過(guò)濾測(cè)試》QC/T 795.1-2007《道路車輛 乘駕室用空氣濾清器 第1部分 粉塵過(guò)濾測(cè)試》QC/T 998-2015《汽車空調(diào)濾清器技術(shù)條件》，從試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)流量、測(cè)試項(xiàng)目、試驗(yàn)粉塵及分級(jí)效率測(cè)試粒徑、濾清器分級(jí)對(duì)以上標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行總結(jié)分析。

關(guān)鍵詞：汽車;空調(diào)濾清器;試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)比分析

1 前言

中國(guó)快速的城市化進(jìn)程對(duì)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(guó)85個(gè)城市PM 2.5濃度大于10μg/m3，這些城市主要分布在中國(guó)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(dá)，PM 2.5濃度越高[1]。

現(xiàn)代生活離不開(kāi)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(diǎn)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(guò)汽車空調(diào)進(jìn)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(jìn)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(jì)80年代，發(fā)展到今天，它不但可以保護(hù)乘客吸入花粉和灰塵，還可以對(duì)氣體污染物進(jìn)行過(guò)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(guò)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(shí)，還能通過(guò)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(guò)濾材料通過(guò)攔截效應(yīng)、重力效應(yīng)、慣性效應(yīng)、擴(kuò)散效應(yīng)以及靜電效應(yīng)對(duì)空氣中的顆粒物進(jìn)行過(guò)濾;而多效空調(diào)濾清器中，起主要作用的是一種細(xì)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(qiáng)的吸附能力，氣體通過(guò)表面積很大的顆粒時(shí)，與顆粒充分接觸，遇到微孔即被吸附，起到了凈化作用[2]。

3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 ISO 標(biāo)準(zhǔn)

ISO（International Organization for Standardization）是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)對(duì)象是單效及多效空調(diào)濾清器，整體來(lái)說(shuō)，盡管ISO/TS 11155-1 是ISO標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充的技術(shù)規(guī)范，比ISO標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格， ISO/TS 11155-1只設(shè)置了兩個(gè)測(cè)試項(xiàng)目：性能試驗(yàn)及效率試驗(yàn)。ISO11155-2也是對(duì)多效空調(diào)濾清器的基本吸附性能測(cè)試的方法標(biāo)準(zhǔn)。出于讓用戶更好的選擇測(cè)試項(xiàng)目及技術(shù)參數(shù)，ISO11155系列并沒(méi)有設(shè)定判定依據(jù)[3]。

3.2 EN標(biāo)準(zhǔn)

EN（European Norm）是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，CENELEC和CEN以及它們的聯(lián)合機(jī)構(gòu)CEN/ CENELEC是歐洲最主要的標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)。按照成員國(guó)所承擔(dān)的共同義務(wù)，成員國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)必須與EN標(biāo)準(zhǔn)保持一致。EN標(biāo)準(zhǔn)的影響力較大，很多國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)制定都會(huì)引用甚至等同采用EN標(biāo)準(zhǔn)。EN779：2012及EN1822：2009是空調(diào)濾清器方面影響力較大的兩個(gè)歐洲標(biāo)準(zhǔn)[4，5]。

3.3 我國(guó)相關(guān)空調(diào)濾清器標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)汽車空調(diào)濾清器標(biāo)準(zhǔn)的制定及發(fā)布主要由全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，較為常用的標(biāo)準(zhǔn)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(guò)濾測(cè)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(guò)濾測(cè)試》;QC/T 998-2015主要引用了QC/T 795.1-2007、QC/T 795.2-2007[6-8]。

4 各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

以下各對(duì)比指標(biāo)均以粉塵過(guò)濾測(cè)試為主。

4.1 環(huán)境

在濾清器性能試驗(yàn)中，測(cè)試環(huán)境對(duì)測(cè)試結(jié)果有著很大的影響。歐洲標(biāo)準(zhǔn)對(duì)濕度的控制顯然沒(méi)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。然而通過(guò)一些比對(duì)試驗(yàn)，空氣濕度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是非常顯著的，這就需要我們?cè)谠囼?yàn)過(guò)程中嚴(yán)格把控標(biāo)準(zhǔn)要求，各試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)環(huán)境的要求如表1所示。

4.2 試驗(yàn)流量

由于汽車空調(diào)使用環(huán)境多變，大部分標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有對(duì)試驗(yàn)流量進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，歐洲標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)都未對(duì)試驗(yàn)流量有任何規(guī)定，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)大部分普遍以300m3/h作為測(cè)試流量，這是與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)不同的地方。試驗(yàn)流量情況見(jiàn)表2。

4.3 測(cè)試項(xiàng)目

除QC/T 998-2015外，其余標(biāo)準(zhǔn)只進(jìn)行空調(diào)濾清器的性能試驗(yàn)，而沒(méi)有關(guān)注空調(diào)濾清器本身的材料特性。絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)都進(jìn)行了壓差流量特性試驗(yàn)、分級(jí)效率試驗(yàn)、終端分級(jí)過(guò)濾效率試驗(yàn)及容塵量試驗(yàn)，說(shuō)明這四個(gè)試驗(yàn)室目前公認(rèn)的空調(diào)濾清器性能試驗(yàn)項(xiàng)目。下表3是各標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)項(xiàng)目。

4.4 試驗(yàn)粉塵及分級(jí)效率測(cè)試粒徑

本文所述6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，用于測(cè)定濾清器計(jì)數(shù)效率的氣溶膠及用于測(cè)定濾清器容塵量和計(jì)重效率的粉塵塵源有所不同，詳見(jiàn)表4。

4.5 濾清器分級(jí)

本文所述6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分級(jí)的定義不同，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 779：2012和EN 1822：2009按照計(jì)重效率，0.4μm計(jì)數(shù)效率，計(jì)數(shù)效率等分級(jí)依據(jù)定義了從低效濾清器至超高效濾清器詳見(jiàn)表5。

QC/T 998-2015對(duì)濾清器的分級(jí)相對(duì)簡(jiǎn)單，分別以對(duì)一定流量下的阻力、濾清效率、容塵量三個(gè)分級(jí)依據(jù)對(duì)濾清器進(jìn)行了I類、II類、III類的分級(jí)。詳見(jiàn)表6。

5 結(jié)論

我國(guó)的汽車空調(diào)濾清器標(biāo)準(zhǔn)研究和制訂起步晚，隨著國(guó)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(biāo)準(zhǔn)化組織越來(lái)越重視汽車空調(diào)濾清器標(biāo)準(zhǔn)的研究，關(guān)注的重點(diǎn)也從最早的單效顆粒式轉(zhuǎn)向多效吸附式。

我國(guó)的空調(diào)濾清器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都是采用等同翻譯或修改國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)參數(shù)無(wú)法匹配國(guó)內(nèi)環(huán)境，不能適應(yīng)發(fā)展需要。國(guó)內(nèi)空調(diào)濾清器標(biāo)準(zhǔn)亟待升級(jí)，行業(yè)需參考國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，確立發(fā)展路徑、測(cè)試方法和評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)健康快速的發(fā)展，提升行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]Han，L.，et al.，Impact of urbanization level on urban air quality：A case of fine particles （PM 2.5） in Chinese cities. Environmental Pollution，2014.194（1）：p.163-170.

[2]李永祥，高效空氣濾紙過(guò)濾性能測(cè)試方法的研究，2004，天津大學(xué).

[3]ISO/TS 11155 Road vehicles-Air filters for passenger compartments. 2001.

[4]EN 779：2012 Particulate air filters for general ventilation-Determination of the filtration performance;German version. 2012.

[5]EN1822-1：2009 High Efficiency Particulate Air Filters（hepa And Ulpa）-Part 1： Classification，Performance Testing，Marking. 2009.

[6]GB/T 32085.1-2015《汽車空調(diào)濾清器 第1部分：粉塵過(guò)濾測(cè)試》，2015.

[7]QC/T 795.1-2007《道路車輛 乘駕室用空氣濾清器 第1部分 粉塵過(guò)濾測(cè)試》，2007.

[8]QC/T 998-2015《汽車空調(diào)濾清器技術(shù)條件》，2015.