中国建筑科学研究院有限公司 张惠 冯昕
【摘 要】本文对不同高效空气过滤元件进行传递比对试验，并对比对结果进行分析，从对比测试结果看，所参与比对的试验台之间存在一定差异，其中对于过滤器以及过滤材料的阻力测试差异较大，差异系数接近10%，过滤器试验台效率比对测试结果差异性较为能够接受。针对传递试验结果，建议新版标准在修订过程中，进一步强调试验台质量控制要求，并增加阻力标件以及标准参考过滤器的定期检测要求，进一步促进试验台的长期稳定运行，提供可靠性与可重复性。
【关键词】高效空气过滤元件 传递试验 阻力 效率 差异系数
Abstract: In this paper, the transfer comparison test of different high efficiency air filter units is carried out, and compared the results. From the comparison test results, there are certain differences between the test stations that participated in the comparison, among which the resistance test for the filter and the filter material is quite different. The difference coefficient of resistance is close to 10 %, and the difference coefficient of efficiency is more acceptable. According to the test results, it is suggested that the new standard should further emphasize the quality control requirements of the test bed during the revision process, and add the resistance marking and the regular testing requirements of the standard reference filter to further promote the long-term stable operation of the test bed and provide reliability and repeatability.
Key words: high efficiency air filter units, transfer test, resistance, efficiency, difference coefficient
1 概述
产品国家标准《高效空气过滤器》GB/T13554-2008[1]及《高效空气过滤器性能试验方法 效率和阻力》GB/T6165-2008[2]于2009年6月1日实施，至今已使用8年，标准于2016年10月开始修订工作。
为了解当前高效过滤器及滤材测试台现状，不同试验台之间试验结果偏差情况以及标准实施中出现的问题，开展样品传递试验，本次传递试验样品包括过滤器、金属孔板和滤纸。
本次样品传递试验采用匿名、自愿参与原则。截至目前，共收到9家单位的过滤器的测量数据，5家单位的滤纸测量数据，以及5家单位的金属孔板测量数据。
2 传递试验方案
2.1 过滤器
样品传递采用人员乘坐火车、汽车随身携带方式进行传递，亚高效、高效空气过滤器各1台，过滤器尺寸均为610mm*610mm*90mm。传递样品均只保留样品气流方向标识，去除级别、商标等其他标识，将过滤器编号定位LQ-01和LQ-02。为验证传递过程中样品性能是否发生变化，由秘书处指定1试验室在样品传递开始前及结束后分别各进行一次测试。测试每台过滤器50%、75%、100%、125%额定风量下的阻力以及额定风量下的效率。
2.2 金属孔板
采用邮寄的方式进行传递。测试500m3/h、750m3/h、1000m3/h、1250m3/h、1700m3/h、2550m3/h以及3400m3/h风量下金属孔板的阻力。
2.3 滤纸
采用邮寄的方式进行传递。传递样品包括亚高效及高效级别的滤纸。传递用亚高效及高效级别的滤纸分别来自两卷滤材，裁成A4纸大小，每家参与传递单位两种级别滤纸各邮寄两份，不标注级别，仅标注编号。测试滤速为1.5cm/s、2.5cm/s、3.5cm/s、4.5cm/s、5.3cm/s时的过滤效率及阻力。
3 试验结果及分析
3.1 过滤器及金属孔板传递试验
3.1.1 过滤器阻力试验结果
全部9个试验台的18组测试数据见表1。测试时6#试验室测定金属孔板静压差的压力表故障，由其试验室操作人员根据经验估算额定风量后，测试过滤器阻力，故本次统计数据未包含6#试验室测试数据。
2#试验室试验使用油雾法对过滤器进行测试，对过滤器的污染较严重，由表1可以看出，经油雾法测试后，过滤器阻力增加明显，从而导致1#、2#试验室的测试数据与其他试验室出现较大误差，故分析2#试验室以后测试数据的相对偏差和相对标准差（CV）。相对偏差计算公式如下：
式中：Ci——某试验室测试数据相对偏差
Pi——某试验室测试数据
——所有测试数据的平均值
相对标准差亦称差异系数，是标准差与平均值之比。 [3]计算公式如下：
式中：CV——传递试验阻力测试差异系数
σ——传递试验阻力测试数据标准差
3.1.2 金属孔板阻力传递试验结果
金属孔板阻力测试结果见表2。各试验室测试数据与平均值之间的相对偏差以及差异系数见图3。
3.1.3 过滤器效率试验结果
两台过滤器额定风量下的效率测试数据见表3、表4。
4#试验室使用光度计对过滤器进行扫描检漏，测试结果显示LQ-01过滤器的局部透过率不超过0.05%，LQ-02过滤器的局部透过率不超过0.001%。
5#试验室测试方法为扫描法，使用激光粒子计数器对过滤器进行测试，最后计算出过滤器的平均过滤效率。
8#试验室使用激光粒子计数器对过滤器进行扫描检漏，测试时先测试上游气溶胶浓度，使用计算机计算其下游最大允许浓度，然后对下游进行扫描检漏，测试结果评价为合格，并未计算过滤器的效率。
3.1.4 过滤器传递试验结果分析
（1）作为比对控制措施，1#实验室作为传递起点和终止确认，用于比较整个传递过程中传递样品性能是否发生较大变化，从前后两次的试验比对结果看，由于参与试验的试验台较多，部分实验方法如油雾法对传递样品污染较大，因此所传递样品性能出现一定偏差。其中亚高效样品LQ-01额定风量下的阻力由117Pa增高至131Pa，高效样品LQ-02额定风量下的阻力由191Pa增高至203Pa。但效率测试结果偏差不大，亚高效样品LQ-01额定风量下的效率由98.46%降低至97.05%，高效样品LQ-02额定风量下的效率由99.9946%增高至99.9980%。
（2）不同试验台间的阻力测试结果偏差较大，测试结果最大值与最小值偏差接近10%。但相同测试方法下的效率测试结果偏差相对不大，以计数法为例，亚高效传递样品测试结果中最大值（99.50%）与最小值（97.05%）偏差约2.5%，高效传递样品测试结果中最大值与最小值偏差约半个9，基本不会引起过滤器级别判定蝉翼。
3.2 滤材传递试验
3.2.1 传递试验测试结果
测试时，在不发气溶胶的基础上，测试不同滤速下的阻力（每张滤纸测试两个点），测定完成后，测试不同滤速下的效率。表中阻力为各试验室同级别滤纸所有测试结果的平均值，效率为所测结果的最小值。
5#试验室所用激光粒子计数器的采样流量为28.3L/min，仅能测量5.3cm/s的效率和阻力。
各试验室高效和亚高效级别滤纸阻力测量结果与平均值之间的相对偏差以及所测数据的相对标准差见图6和图7。
各试验室高效和亚高效级别滤纸效率测量结果与平均值之间的相对偏差以及所测数据的相对标准差见图8至图11。
注：因滤速在1.5cm/s至4.5cm/s之间时计数法效率测量结果仅有一组数据，故无法计算相对偏差和相对标准差。
3.2.2 滤材传递试验结果分析
（1）不管是高效还是亚高效级别的滤纸，其阻力均随滤速的提高而增高，效率均随滤速的提高而降低。以高效级别滤纸为例，各试验室5.3cm/s滤速下的平均阻力相对于1.5cm/s时提高了约70%，而各试验室效率测试结果的平均值由99.9996%降低至99.9881%。
（2）与过滤器测试结果类似，各试验台之间阻力测试结果偏差较大，以高效滤材为例，最大值与最小值偏差最大接近20%。效率比对测试结果中，油雾法效率测试结果最高，钠焰法与光度计法测试结果相当，两台计数台测试结果基本相当。
4. 结论
本次传递试验包括过滤器、滤纸和金属孔板，是产品国家标准《高效空气过滤器》GB/T13554及《高效空气过滤器性能试验方法 效率和阻力》GB/T6165修订过程中一系列试验活动中的一项。传递试验的主要目的是考察国内现有产品测试台之间的差异现状，并为标准修订方向提供基本支撑数据。
从对比测试结果看，所参与比对的试验台之间存在一定差异，其中对于过滤器以及过滤材料的阻力测试差异较大，差异系数接近10%，过滤器试验台效率比对测试结果差异性较为能够接受。
针对传递试验结果，建议新版标准在修订过程中，进一步强调试验台质量控制要求，并增加阻力标件以及标准参考过滤器的定期检测要求，进一步促进试验台的长期稳定运行，提供可靠性与可重复性。
参考文献
[1] GB/T 13554-2008. 高效空气过滤器 [S]. 中华人民共和国，2008
[2] GB/T 6165-2008. 高效空气过滤器性能试验方法 效率和阻力[S]. 中华人民共和国，2008
[3] 蔡杰，苏新国.一般通风过滤器阻力标样传递试验[J].制冷与空调，2016，16(12)：1-11
备注：本文收录于《建筑环境与能源》2018年10月刊总第15期（第21届暖通空调制冷学术年会文集）。
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