無塵車間潔淨室空氣過濾器的基本常識整理
無塵車間潔淨室空氣過濾器的基本常識整理:
一 、空氣過濾器過濾原理:
大氣中存在大量的懸浮塵埃粒子 ，它們的存在極大地影響產品的精密化 、微型化 、高質量 、高純度和高可靠性 。
無塵車間空氣中懸浮的粒狀污染物質是由固體或液體微粒子所組成 。大氣塵可分為狹義大氣塵和廣義大氣塵 ：狹義大氣塵是指大氣中的固態粒子 ，即真正的灰塵；大氣塵的現代概念既包括固態微粒也包括液態微粒的多分散的氣溶膠 ，是專指大氣中的懸浮微粒 ，粒徑小於10μm ，這就是廣義的大氣塵 。對於大於10μm的粒子 ，因為較重 ，經過一段時間的無規則的布朗運動後 ，在重力的作用下 ，它們會逐漸沉降到地面上 ，是通風除塵的主要目標；大氣中0.1—10μm的灰塵粒子也在空氣中做無規則的運動 ，因重量較輕 ，則容易隨氣流漂浮 ，而很難沉降到地面上 。因此 ，空氣潔淨技術中的大氣塵的概念和一般除塵技術中的灰塵的概念是有所區別的 。
無塵車間通風除塵用的尼龍網過濾器 、金屬網過濾器 、泡沫海綿過濾器過濾的灰塵 ，因為濾料的孔徑較大 ，一般大於10μm ，主要是過濾大於10μm的灰塵 ，因此對0.1~~10μm的粒子 ，過濾效率很低；如果是對環境的淨化有一定的潔淨度要求 ，必須採取潔淨技術中的空氣過濾技術 ，才能達到淨化要求 。空氣淨化的主要任務是根據各種產品的生產工藝 、不同工序 、各類房間的空氣潔淨度級別需要 ，採取空氣過濾技術來捕集大氣中的0.1—10μm懸浮塵埃粒子和微生物 ，使潔淨室或局部淨化區域中的塵埃粒子濃度或含菌濃度控制在允許範圍之內 ，以保證潔淨度的級別要求 。
無塵車間空氣中的懸浮粒子除微小液滴成球形外 ，其它粒子為結晶狀 、片狀 、塊狀 、針狀 、鏈狀等 ，很難從幾何形狀去度量其尺寸 。在潔淨技術中 ，粒徑的意義是指通過微粒內部的某個長度因次 ，並不含有規則幾何形狀的意義 ，只是便於比較粒子大小的一種「名義尺寸」 。
無塵車間空氣中的懸浮粒子分為非生物性粒子和生物粒子 ：非生物粒子是由固體 、液體的破碎 、蒸發 、燃燒 、凝聚產生的 ，其形成過程有物理作用或化學作用 。生物粒子有微生物 、植物的花粉 、花絮及絨毛等；微生物一般包括病毒 、立克次氏菌 、細菌 、菌類 、原生蟲及藻類 ，其中與淨化關係較直接的是細菌和菌類 。空氣中的微生物主要附着在灰塵上 ，因此過濾掉空氣中的灰塵可以有效地清除空氣中的微生物 ，這也是生物淨化的主要理論依據 。
根據不同無塵車間和潔淨室時間的大氣塵中微粒的統計 ，大氣塵中微粒數量隨着粒徑的增加而顯著減少 ，即在雙對數坐標圖上 ，數量和粒徑呈直線關係 ，特別是對0.1—5μm；數量與質量的分佈關係 ，亞微米級的微粒數量佔總數的比例接近100% ，而重量僅佔總量的2%–3%；這也是潔淨相關標準可以在不同國家通用的理論依據 。
統計表示 ，農村中的灰塵濃度大約在10萬粒/升左右 ，郊區中的灰塵濃度大約在20萬粒/升左右 ，城市中的灰塵濃度大約在30萬粒/升左右 ，污染嚴重的地區可達到100萬粒/升以上 。
1 、空氣過濾技術主要採用過濾分離方法 ：通過設置不同性能的過濾器 ，除去空氣中的懸塵埃粒子和微生物 ，也即通過濾料將塵埃粒子捕集截留下來 ，以保證送入風量的潔淨度要求 。它所用的濾料為較細直徑的纖維 ，既能使氣流順利通過 ，也能有效地捕集塵埃粒子 。
2 、潔淨技術控制過濾的灰塵一般是0.1—10μm的塵埃粒子 ，粒徑較小 ，包含有固態微粒和液態微粒；大氣中懸浮的有機微粒有微生物 、植物的花粉 、花絮與絨毛 ，微生物一般包括病毒 、立克次氏菌 、細菌 、菌類 、原生蟲和藻類 。空氣淨化控制的主要是細菌和菌類 、病毒 。因為微生物主要附着在塵埃粒子上 ，因此將空氣中的塵埃粒子有效地控制 ，也就能有效地控制空氣中的細菌 、菌類及病毒 。要做到這一點 ，必須通過阻隔性質的微粒過濾器 ，方可加以過濾 。一般地 ，普通高效過濾器對細菌的過濾效率可達99.996% ，基本上可以滿足生物潔淨室的過濾淨化要求 。
一 、過濾器的過濾層捕集微粒的作用主要有5種 ：
1 、攔截效應 ：當某一粒徑的粒子運動到纖維表面附近時 ，其中心線到纖維表面的距離小於微粒半徑 ，灰塵粒子就會被濾料纖維攔截而沉積下來 。
2 、慣性效應 ：當微粒質量較大或速度較大時 ，由於慣性而碰撞在纖維表面而沉積下來 。
3 、擴散效應 ：小粒徑的粒子布朗運動較強而容易碰撞到纖維表面上 。
4 、重力效應 ：微粒通過纖維層時 ，因重力沉降而沉積在纖維上 。
5 、靜電效應 ：纖維或粒子都可能帶電荷 ，產生吸引微粒的靜電效應 ，而將粒子吸到纖維表面上 。
隨着捕集灰塵越來越多 ，則濾層的過濾效率也隨着下降 ，而阻力增大；當到一定的阻力值或效率降到某值時 ，過濾器就需及時加以更換 ，以保證淨化潔淨度的要求 。
過濾器的濾料最常用的形式有 ：無紡布 、化學纖維材料 、玻璃纖維材料；它們在額定風量下 ，阻力較小而效率較高 ，更換 、維護方便 ，適用範圍廣 ，在空調淨化系統中有着極高的使用價值和應用領域 。
二 、無塵車間潔淨室淨化原理:
為保證產品生產環境或其它用途的潔淨室所要求的空氣潔淨度要求 ，必須採用多項綜合技術措施 ：
1 、採用產生污染物少的生產工藝及設備；
2 、採取必要的隔離負壓措施 ，防止生產工藝產生的污染物向四周擴散；
3 、減少人員及物料帶入室內的污染物質；
4 、加強潔淨室的管理 ，按規定進行清掃 、滅菌等工作；
5 、人 、物必須進行分流 ，不允許人流 、物流相互交叉；
除採取上述措施外 ，最重要的技術措施是 ：
通過相應的裝置 ，送入足夠量的 、經過處理的潔淨空氣 ，以替換或稀釋室內在正常工作時所產生的污染物質污染的空氣；同時 ，帶走室內的污染物質 。即為空氣淨化的基本原理 。
具體而言 ，潔淨室內的空氣淨化處理就是根據房間的不同的潔淨度等級要求 ，採用不同的方式送入經過處理的數量不等的清潔空氣 ，同時排走相應數量的攜帶有在室內所產生的污染物質沾污的髒空氣；依靠這樣的動態平衡 ，使室內環境維持在所需要的空氣潔淨度等級 。
空氣潔淨度是潔淨環境中空氣含懸浮粒子量的多少的程度 ，通常空氣中含塵濃度高則空氣潔淨度低 ，含塵濃度低則潔淨度高；按空氣中懸浮粒子濃度來劃分潔淨室及相關受控環境中空氣潔淨度等級 ，就是以每立方米空氣中的最大允許粒子數來確定其空氣潔淨度等級 。
因原有的潔淨標準是美國首先制定的 ，故其單位是英制 ，也是應用最為廣泛的一種；
用英制表示時 ，潔淨度等級名稱為每立方英尺空氣中≥0.5μm塵粒的最大允許粒子數;
用國際單位表示時, 潔淨度等級名稱為每立方米空氣中≥0.5μm塵粒的最大允許粒子數的常用對數值 。
三 、無塵車間潔淨室的單向流和非單向流:
由於潔淨技術控制的是大氣中的懸浮微粒濃度 ，且送入生產區域或無塵室內的風量比通風除塵 、一般空調房間所需的風量大得多 ，故其氣流組織形式與它們有明顯的不同 ：
1 、潔淨氣流流型要考慮到減少或避免渦流 ，要有利於迅速有效地排除污染物；
2 、要儘量限制和減少室內塵源散發的塵和菌的擴散；
3 、兼顧維持室內的溫 、濕度及工作人員的舒適性要求 。
無塵車間氣流流型主要分為三類 ：
1 、向流 ：單一方向呈平行流線 ，且橫斷面上風速一致的氣流；
有兩種型式 ：垂直單向流和水平單向流 。
2 、非單向流 ：指不符合單向流定義的氣流 。
3 、混合流 ：由單向流和非單向流組合的氣流 。
一般地 ，單向流潔淨室的潔淨度可達到1—100級 ，非單向流潔淨室的潔淨度在1000—100,000級 ，混合流潔淨室的潔淨度局部區域可達1—100級 。
四 、無塵車間靜壓差和換氣次數:
為避免無塵室內的潔淨度受鄰室的污染 ，或污染鄰室 ，潔淨度不同的潔淨室之間 ，或潔淨室與一般房間之間要保持適當的靜壓差 ，靜壓差不得小於5Pa 。
由於送入潔淨室內的潔淨送風量不同 ，則室內的潔淨度也不同 ，根據理論計算和實踐經驗 ，一般的經驗換氣次數如下 ，作為初步潔淨室送風量的估算值 ：
1 、對於10萬級 ，換氣次數一般在15次/小時以上；
2 、對於1萬級 ，換氣次數一般在25次/小時以上；
3 、對於1000級 ，換氣次數一般在50次/小時以上；
4 、100級 ，其送風量按送風截面風速0.2—0.45m/s計算 。
無塵車間潔淨室空氣過濾器選用 、使用及維護常識:
大氣中的塵埃粒子濃度是影響潔淨室潔淨度的重要因素 ，而如果要有效地 、可調節地控制生產潔淨度 ，採用通常空調用的尼龍網過濾器 、金屬網過濾器及海棉過濾器 ，則無法控制生產環境中的塵埃粒子濃度和達到較高的潔淨度要求 。而要達到現代化生產所需的潔淨環境 ，必須採用濾紙過濾器和纖維層過濾器 ，也就是淨化技術中所用的空氣過濾器 。
一 、空氣過濾器的分類:
潔淨室用空氣過濾器種類較多 ，按結構形式分有 ：
1 、平板式過濾器
2 、摺疊式過濾器
3 、袋式過濾器
4 、有隔板摺疊形過濾器
5 、無隔板摺疊形過濾器
按過濾效率分類 ，是最為常見的方法；按國家標準GB/T14295-93《空氣過濾器》及GB13554-92《高效空氣過濾器》的規定 ，在額定風量下有 ：
1 、初效空氣過濾器
2 、中效空氣過濾器
3 、高中效空氣過濾器
4 、亞高效空氣過濾器
5 、高效空氣過濾器（超高效空氣過濾器）
二 、空氣過濾器的選用與配置
1 、對於小型的淨化設備 ，如潔淨工作枱 、風淋室 、層流罩等 ，由於處理的風量小 ，一般新風進風面採用粗效過濾器或中效過濾器 ，送風末端必須選用高效過濾器或超高效過濾器；
2 、對於淨化空調系統中空氣過濾器的選用與配置 ，一般根據潔淨室的空氣潔淨度級別和生產工藝的特殊要求 ，進行合理化選用與配置 。
A 、對於1000—10萬級的潔淨室淨化系統 ，通常採用三級空氣過濾形式 ，即粗效 、中效和高效過濾器；粗效 、中效一般放在空氣處理裝置中 ，且將中效過濾器放在正壓段 ，亞高效或高效過濾器一般位於淨化空調系統的末端 。
B 、對於100—1000級的淨化空調系統 ，通常在新風處理裝置中設置粗效 、中效 、亞高效過濾器 ，在潔淨室循環風系統中 ，還要設置高效過濾器或超高效過濾器；一般地高效過濾器位於淨化空調系統的末端 ，即位於潔淨室的頂棚上；對於超高效過濾器 ，則必須設在淨化空調系統的末端 ，以確保所需的空氣潔淨度級別要求 。
3 、當已知整個淨化系統的空氣處理風量時 ，可根據所選過濾器的額定風量 ，確定所需過濾器的個數 。
三 、空氣過濾器的使用場合及過濾範圍:
1 、粗效過濾器
主要用於淨化空調系統的新風進口處作預過濾器 ，截留大氣中的大粒徑微粒 。過濾對象是大於5μm以上的懸浮微粒和10μm以上的沉降性微粒以及各種異物 ，防止其進入系統 。濾材一般為噴膠棉 、滌綸無紡布 、聚丙烯纖維 。其過濾效率以過濾≥5μm粒子為準 。
2 、中效空氣過濾器
由於其前面已有預過濾器截留了大粒徑微粒 ，它又可以作為一般空調系統的最後過濾器和淨化空調系統中 、高效過濾器的預過濾器 。濾材一般為滌綸無紡布 、聚丙烯纖維 、玻璃纖維 。
主要用於截留1—10μm懸浮微粒 ，效率以過濾≥1μm粒子為準 。
3 、高中效過濾器
可用做一般淨化程度的系統末端過濾器 ，也可以做為高效過濾器的中間過濾器；濾材一般為滌綸無紡布 、聚丙烯纖維 、玻璃纖維 。
主要用於截留1—5μm粒子 ，效率以過濾≥1μm粒子為準 。
4 、亞高效過濾器
主要作為潔淨室末端過濾器 ，也可做為高效過濾器的預過濾器和新風系統的末級過濾 ，提高新風的品質 。濾材一般為聚丙烯纖維 、玻璃纖維 。主要用於截留1μm以下的粒子 ，效率以過濾≥0.5μm粒子為準 。
5 、高效過濾器(超高效過濾器)
主要是潔淨室的末端過濾器 ，以保證實現各級潔淨度的級別 。
其效率以過濾≥0.5μm粒子為準 。濾材一般為超細玻璃纖維 。
四 、空氣過濾器的不同效率表示方法:
當被過濾氣體中的含塵濃度以計重濃度表示時 ，則效率為計重效率；以計數濃度表示時 ，則效率為計效效率；以其它物理量作相對表示時 ，則為比色效率或濁度效率等 。
最常用的表示方法是用過濾器進出口氣流中的塵粒濃度表示的計數效率 。
1 、在額定風量下 ，按國家標準GB/T14295-93《空氣過濾器》及GB13554-92《高效空氣過濾器》的規定 ，不同過濾器的效率範圍如下 ：
粗效過濾器 ，對≥5微米粒子 ，過濾效率80＞E≥20 ，初阻力≤50Pa
中效過濾器 ，對≥1微米粒子 ，過濾效率70＞E≥20 ，初阻力≤80Pa
高中效過濾器 ，對≥1微米粒子 ，過濾效率99＞E≥70 ，初阻力≤100Pa
亞高效過濾器 ，對≥0.5微米粒子 ，過濾效率E≥95 ，初阻力≤120Pa
高效過濾器 ，對≥0.5微米粒子 ，過濾效率E≥99.99 ，初阻力≤220Pa
超高效過濾器,對≥0.1微米粒子 ，過濾效率E≥99.999 ，初阻力≤280Pa
2.由於現在許多企業選用的是進口的過濾器 ，而它們表示效率的方法與國內的不同 ，為便於比較 ，將它們之間的換算關係列表如下 ：
按歐洲標準 ，粗效過濾器分為四級（G1~~G4） ：
G1 效率 對粒徑≥5.0μm,過濾效率E≥20% (對應美國標準C1)
G2 效率 對粒徑≥5.0μm,過濾效率50＞E≥20% (對應美國標準C2~C4)
G3 效率 對粒徑≥5.0μm,過濾效率70＞E≥50% (對應美國標準L5)
G4 效率 對粒徑≥5.0μm,過濾效率90＞E≥70% (對應美國標準L6)
中效過濾器分為兩級(F5~~F6) ：
F5 效率 對粒徑≥1.0μm,過濾效率50＞E≥30% (對應美國標準M9 、M10)
F6 效率 對粒徑≥1.0μm,過濾效率80＞E≥50% (對應美國標準M11 、M12)
高中效過濾器分為三級（F7~~F9） ：
F7 效率 對粒徑≥1.0μm,過濾效率99＞E≥70% (對應美國標準H13)
F8 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率90＞E≥75% (對應美國標準H14)
F9 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率99＞E≥90% (對應美國標準H15)
亞高效過濾器分為兩級(H10 、H11) ：
H10 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率99＞E≥95% (對應美國標準H15)
H11 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率99.9＞E≥99% (對應美國標準H16)
高效過濾器分為兩級(H12 、H13) ：
H12 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率E≥99.9% (對應美國標準H16)
H13 效率 對粒徑≥0.5μm,過濾效率E≥99.99% (對應美國標準H17)
