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疾控中心空气过滤及净化末端装置实践

更新时间:2025-01-17 工作计划 版权反馈
【摘要】:以上两个标准是针对空气过滤器的权威标准。粗效空气过滤器及中效空气过滤器广泛应用于普通非净化空调系统中。此标准下的高效空气过滤器显然是高于国标基本要求的。利用高效空气过滤器和风机可以组合成各种净化末端装置,包括层流罩、自净器、风机过滤器单元、高效送风口等,本书介绍的净化末端装置主要是高效空气过滤器送风口与层流罩。高效空气过滤器通常设置在净化空调系统的末端,与风口组合成高效空气过滤器送风口。

空气过滤器按性能可分为粗效空气过滤器、中效空气过滤器、高中效空气过滤器、亚高效空气过滤器、高效空气过滤器、超高效空气过滤器等;按结构形式可分为平板式、折褶式、袋式、卷绕式、筒式以及静电式。我国有关空气过滤器的标准《空气过滤器》(GB/T 14295—2008)规范了粗效空气过滤器、中效空气过滤器、高中效空气过滤器及亚高效空气过滤器,而《高效空气过滤器》(GB/T 13554—2008)则主要针对高效过滤器及超高效空气过滤器进行规范要求。以上两个标准是针对空气过滤器的权威标准。

空气过滤器,尤其是高效空气过滤器的选用,在洁净实验室的设计中是个重要内容。粗效空气过滤器及中效空气过滤器广泛应用于普通非净化空调系统中。本节主要对高效空气过滤器进行详细介绍。

《高效空气过滤器》(GB/T 13554—2008)规定了高效空气过滤器的测试方法和划分基准。高效空气过滤器按GB/T 6165规定的钠焰法检测过滤效率和阻力性能,而超高效空气过滤器是按GB/T 6165规定的计数法检测过滤效率和阻力性能。这里需要注意的是,高效空气过滤器不仅对过滤效率有要求,同时对阻力性能亦有规定。

《高效空气过滤器性能试验方法 效率和阻力》(GB/T 6165—2008)中定义的钠焰法试验气溶胶粒子的质量中值直径为0.5μm,油雾法的气溶胶粒子的质量平均直径为0.28~0.34μm,而计数法的计数中值直径在0.1~0.3μm范围内。该规范明确定义,高效空气过滤器是额定风量下过滤效率不低于99.9%的空气过滤器,超高效空气过滤器是额定风量下过滤效率不低于99.999%的空气过滤器。

除了以上标准,其他设计规范也对高效过滤器有所定义。值得注意的是,不同规范对高效过滤器的要求不尽相同。

《洁净厂房设计规范》(GB 50073—2013)术语中对高效空气过滤器这样描述:在额定风量下,对粒径大于或等于0.3μm粒子的捕集效率在99.9%以上的空气过滤器。此标准下的高效空气过滤器的粒径要求与《高效空气过滤器》(GB/T 13554—2008)的基本要求不同,且未规定过滤器相应的阻力特性。

《医药工业洁净厂房设计规范》(GB 50457—2008)术语中对高效空气过滤器是这样描述的:在额定风量下,对粒径大于等于0.3μm粒子的捕集效率在99.97%以上及气流阻力在254Pa以下的空气过滤器。此标准下的高效空气过滤器显然是高于国标基本要求的。

造成以上标准对高效空气过滤器的要求不同,笔者认为跟规范的适用范围及编制背景有关。《医药工业洁净厂房设计规范》(GB 50457—2019)的编制以我国的《药品生产和质量管理规范》(简称GMP)为基本原则,没有等效采用国际标准ISO 14644-1《洁净室及相关被控环境》中的“(一)空气洁净度的分级”,而ISO 14644-1标准则是其他规范空气净化的主要编制依据。究其原因,主要是因为ISO标准的空气洁净度仅以空气中的悬浮粒子浓度进行分级,没有相应的微生物允许值,而且ISO 14644-1与我国GMP的悬浮粒子最大允许值不尽相同,尤其是5μm的控制要求相差较大。事实上,不仅我国,其他发达国家的GMP标准也都与ISO 146441-1不符。面对不同规范不尽相同的要求,国内市场上的产品解决办法则是“就高不就低”。市场上高效空气过滤器对于粒径大于等于0.3μm粒子的捕集效率一般在99.97%以上。

我国空气过滤器从粗效到中效再到高效,习惯上使用欧洲标准的表示法。最新欧洲高效过滤器标准BS EN 1822-1:2019在2019年4月被批准更新,不过在过滤器效率的等级划分定义上和上一版BS EN 1822:2009没有变化。BS EN 1822∶2009标准的基础是粒子计数法,可以测量超高效空气过滤器。该类方法满足了大部分场合的需求。该标准基于最易透过粒径(MPPS,范围0.12~0.25μm)的粒子计数,不再是粒子总质量。

新的欧洲标准将空气过滤器分为三个等级:E级(亚高效,EPA)、H级(高效,HEPA)与U级(超高效,ULPA)。分级依据:E级是全效率值,H级与U级为MPPS局部效率和透过率,见表5-3。

表5-3 EPA、HEPA和ULPA过滤器的分类

注:1.参见EN1822-1第7.5.2款和EN 1822-4。
2.在供方与买方间的协议中,局部值可能会低于表中所列数值。

在过去的欧洲标准BS EN 1822-1:1998中H10~H14均为高效空气过滤器,而在欧洲标准BS EN 1822-1:2009中,E10~E12表示亚高效空气过滤器,H13~H14表示高效空气过滤器。目前,有些指南由于编纂时间较早,尚未对相应过滤器的分级进行修改更新,仍然沿用EN 1822-1:1998,因此,设计人员需要及时进行修正,按照现行规范及标准要求明确高效空气过滤器的等级。

利用高效空气过滤器和风机可以组合成各种净化末端装置,包括层流罩、自净器、风机过滤器单元、高效送风口等,本书介绍的净化末端装置主要是高效空气过滤器送风口与层流罩。

高效空气过滤器通常设置在净化空调系统的末端,与风口组合成高效空气过滤器送风口。国标图集10K121风口选用与安装部分分别介绍了顶进风高效空气过滤器送风口与侧进风高效空气过滤器送风口,如图5-1所示。

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图5-1 顶进风高效空气过滤器送风口与侧进风高效空气过滤器送风口

相应的规格尺寸及性能如表5-4和表5-5所示。

表5-4 顶进风高效空气过滤器送风口规格尺寸和性能表

表5-5 侧进风高效过滤器送风口规格尺寸和性能表

高效送风口安装前应清扫干净,边框四周与吊顶的接缝处应设密封垫料或密封胶,不应漏风。带高效空气过滤器的送风口,应采用分别调节高度的吊杆,安装示意图如图5-2所示。

图5-2 顶进风高效空气过滤器送风口与侧进风高效空气过滤器送风口安装示意

层流罩是一种常见的局部净化设备,可形成单向流,营造5级及以上的洁净环境。层流罩主要由外壳、预过滤器、高效过滤器、风机机组、静压箱和配套的电器元件组成。

层流罩的工作原理是采用垂直单向流的气流形式,送风首先通过初效过滤器进行预过滤,将气流中的大颗粒粉尘粒子处理掉,经过预处理后的空气,再经过高效过滤器进行二次过滤,以起到充分保障高效过滤器的作用。

层流罩的结构多样。根据是否设置风机,层流罩可分为有风机型和无风机型。根据结构形式,层流罩有前回风型与后回风型,还有气幕型和无气幕型。根据安装方式,层流罩可分为吊装式和支撑式。

疾控中心的某些实验室,如消毒产品消毒效果检测室中的无菌检测室的工艺要求是其环境局部达到5级洁净度,周边达到7级洁净度。使用层流罩营造局部环境而不必把房间整体设计为百级,这样可以降低工程初投资及运行费用。层流罩的外形尺寸及风量大小取决于内部所装高效空气过滤器的规格尺寸、数量等。表5-6所示为某厂生产的层流罩尺寸。

表5-6 百级层流罩技术参数

注:洁净层流罩可根据客户现场要求非标定制。

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