在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，過(guò)濾器的選擇一般都要考慮到過(guò)濾器的投資和使用壽命的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員選擇過(guò)濾器的實(shí)際風(fēng)量均小于它本身的額定風(fēng)量，具體方法是按照某一過(guò)濾器額定風(fēng)量比例（如60%）來(lái)選擇某一型號(hào)的過(guò)濾器，認(rèn)為只要是小于額定風(fēng)量，它們之間的阻力不平衡可以通過(guò)安裝調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此未能校核過(guò)濾器的阻力，從而未能使同一潔凈區(qū)內(nèi)的高效空氣過(guò)濾器的阻力達(dá)到接近，給風(fēng)量調(diào)節(jié)帶來(lái)麻煩，并且對(duì)過(guò)濾器的使用壽命造成影響。而一般情況下認(rèn)為潔凈室的等級(jí)換氣次數(shù)均大于熱、濕負(fù)荷計(jì)算來(lái)確定的送風(fēng)量（普通空調(diào)露點(diǎn)送風(fēng)換氣次數(shù)為8~10次/h），潔凈室送風(fēng)量的選擇一般是按照潔凈度的級(jí)別，根據(jù)潔凈室保證不同級(jí)別選用不同的換氣次數(shù)，而不校核熱、濕負(fù)荷計(jì)算來(lái)確定的送風(fēng)量，這樣的計(jì)算存在的問(wèn)題在于，一個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)只能有一個(gè)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，當(dāng)不同級(jí)別潔凈室（如萬(wàn)級(jí)和十萬(wàn)級(jí)甚至千級(jí)潔凈室在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)）或室內(nèi)負(fù)荷相差較大的房間在一個(gè)系統(tǒng)（如更衣間和主要的操作間之間的房間冷負(fù)荷相差幾倍甚至十幾倍）時(shí)，無(wú)法確定一個(gè)正確的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，造成有的房間冷，而有的房間熱。

 

 

     由于潔凈室的特性不同，高效過(guò)濾器的選擇首先要按照潔凈室的級(jí)別、無(wú)菌程度、溫濕度、耐火程度、防腐等不同要求來(lái)確定。如100級(jí)以下選擇A類或B類，100級(jí)以上則需要選擇C類過(guò)濾器；高溫高濕條件下宜選用金屬分隔板和金屬框架的過(guò)濾器；有防腐要求的宜選用塑料分隔板和塑料框架的過(guò)濾器；有防火要求的，過(guò)濾器所有材料應(yīng)為不燃性等等。本文不考慮這些問(wèn)題，僅僅考慮影響常規(guī)高效過(guò)濾器（以過(guò)濾≥0.5μm為主）的選擇中風(fēng)量和阻力問(wèn)題。實(shí)踐中常規(guī)過(guò)濾器就是指高效空氣過(guò)濾器標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的A類和B類，它們是潔凈廠房設(shè)計(jì)中最常用的高效過(guò)濾器，一般低于或等于10萬(wàn)級(jí)可以選A類；1萬(wàn)~100級(jí)可以選B類。凡是常規(guī)高效過(guò)濾器，對(duì)于≥0.5μm微粒的效率可按照5個(gè)“9”即0.9999計(jì)算。

     首先要明確一下高效過(guò)濾器通過(guò)的風(fēng)量與其阻力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)證明高效過(guò)濾器的阻力與流量是非直線關(guān)系，但在‘一般比額定風(fēng)量大得不多時(shí)，阻力和通過(guò)風(fēng)量的關(guān)系如近似看成直線關(guān)系，誤差也不大’。表1是北京同創(chuàng)過(guò)濾器廠生產(chǎn)的高效過(guò)濾器規(guī)格表，圖1是該廠生產(chǎn)的高效過(guò)濾器阻力特性曲線,由圖1可以看出不同特征尺寸的過(guò)濾器其阻力的特性曲線是不同的，我們可以根據(jù)所選的過(guò)濾器的型號(hào)查它的相應(yīng)阻力特性曲線得到它的阻力,為了方便選擇我們把圖1中的曲線處理一下，用每一個(gè)型號(hào)的曲線的橫坐標(biāo)風(fēng)量去除以高效過(guò)濾器的特征尺寸（即高效過(guò)濾器的體積V=H×W×D），然后重新進(jìn)行擬和成圖2中的曲線，從圖中可以看出兩條曲線有重合的趨勢(shì)，只要特征尺寸選擇得當(dāng)（可以考慮一下不同型號(hào)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)阻力，因?yàn)檫^(guò)濾器的真正過(guò)濾面積要小于過(guò)濾器的截面積，存在一個(gè)有效面積比，而且小型號(hào)的過(guò)濾器有效面積比較大，而大型號(hào)的?。?，兩條曲線將更加逼近，兩個(gè)擬和方程的相對(duì)應(yīng)系數(shù)也相差不大。而且我們所需要的是額定風(fēng)量 附近的曲線（圖2中＜20000附近的曲線，即相當(dāng)于額定風(fēng)量以下的風(fēng)量），對(duì)于我們工程選擇來(lái)講，這樣的差距是可以忽略不計(jì)的。從表1中也可以看出，在相同初阻力下，每種型號(hào)過(guò)濾器的Q/（H×W×D）值也均大致相等，即在圖2中有一個(gè)相同的狀態(tài)點(diǎn)。因此我們可以得出這樣的結(jié)論：在不大于額定風(fēng)量的前提下，常規(guī)高效空氣過(guò)濾器的阻力—流量特性曲線可以用一條曲線來(lái)描述，并且成線形分布。也就是說(shuō)只要知道一種型號(hào)的過(guò)濾器的阻力—流量特性曲線就可以知道其它型號(hào)的過(guò)濾器大致的特性曲線，又因?yàn)槌删€形的分布，只要知道曲線上的兩點(diǎn)便可以確定該直線（因?yàn)槲覀冎涝撝本€過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，因此只要知道一點(diǎn)即可方便的確定該直線，這一點(diǎn)可以用高效過(guò)濾器額定風(fēng)量下的初阻力確定），從而給過(guò)濾器的選擇帶來(lái)很大的方便。

 

型號(hào)	特征尺寸 H×W×D（mm）	額定風(fēng)量Q（m3/h）	Q/（H×W×D） （h-1）	初阻力 （Pa）
GB-01	484X484X220	1000	18182	執(zhí)行1993年頒布的國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn) A類≤190 B類≤220
GB-02	484X484X180	800	17778
GB-03	630X630X220	1500	17179
GB-04	630X630X180	1200	16797
GB-05	630X726X220	1500	14907
GB-06	484X968X220	2000	19404
GB-07	630X945X220	2250	17179
GB-08	630X1260X220	3000	17179
GB-09	610X610X150	1000	17916
GB-10	610X915X150	1500	17916
GB-11	610X1220X150	2000	17916
GB-12	320X320X260	500	18780
GB-13	600X820X220	1850	17092

 

     由于高效過(guò)濾器的壽命T0是按照額定風(fēng)量Q0下終阻力增加到等于初阻力的既定倍數(shù)（一般為2倍）時(shí)所使用的時(shí)間，此時(shí)高效空氣過(guò)濾器的容塵量也達(dá)到了最大（也稱標(biāo)準(zhǔn)容塵量P0），因此也可以認(rèn)為高效過(guò)濾器的壽命T0是高效空氣過(guò)濾器的容塵量達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)容塵量P0的時(shí)間。當(dāng)過(guò)濾器在低風(fēng)量Q1下運(yùn)行時(shí)，此時(shí)Q1＜Q0,所以過(guò)濾器的壽命可以延長(zhǎng)至T1，此時(shí)T1＞T0。T1和T0的關(guān)系可以用如下的關(guān)系式（1）計(jì)算：

 

在一般條件下，對(duì)于高效過(guò)濾器系統(tǒng)在額定風(fēng)量條件下，如果一天工作12小時(shí)，To 為3.5年以上，具體計(jì)算方法這里就不計(jì)算了，請(qǐng)參考文獻(xiàn)。

 

過(guò)濾器的阻力增值和積塵量的關(guān)系可以近似看成直線關(guān)系，在‘標(biāo)準(zhǔn)容塵量之下時(shí)或者阻力增值不超過(guò)初阻力值1倍時(shí)，產(chǎn)生的誤差不大；如果濾速超過(guò)常規(guī)，或容塵量已經(jīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)容塵量，阻力將隨著積塵量的增加而更快地增加?！腋咝Э諝膺^(guò)濾器的積塵量P是與過(guò)濾器的通風(fēng)量Q1成正比的，我們可以得出如下的結(jié)論：如果空調(diào)系統(tǒng)中過(guò)濾器的設(shè)計(jì)阻力不相近，即偏差比較大，則阻力大的將導(dǎo)致其過(guò)濾風(fēng)量相對(duì)該型號(hào)過(guò)濾器額定風(fēng)量偏大，因此積塵量也相應(yīng)的加快，導(dǎo)致其阻力的增值也加快，從而過(guò)濾器的壽命也將減小，而阻力小的過(guò)濾風(fēng)量相對(duì)較小，則壽命相對(duì)較長(zhǎng)，造成一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中壽命不相同，給將來(lái)過(guò)濾器的更換帶來(lái)麻煩，并隨著積塵量的增加會(huì)產(chǎn)生新的系統(tǒng)不平衡。同樣地而作為空調(diào)系統(tǒng)主要阻力的高效空氣過(guò)濾器（高效過(guò)濾器的初阻力至少也有100Pa，相當(dāng)于含局部阻力的普通空調(diào)風(fēng)管的100m以上長(zhǎng)度的阻力），選擇阻力相近，對(duì)于運(yùn)行調(diào)節(jié)并滿足風(fēng)量平衡同樣具有重要意義。因此正如設(shè)計(jì)規(guī)范中所要求的那樣，設(shè)計(jì)時(shí)‘設(shè)置在同一潔凈區(qū)內(nèi)的高效（亞高效、超高效）空氣過(guò)濾器的阻力、效率宜接近’是非常有必要的。

 

 

     首先要根據(jù)高效過(guò)濾器的設(shè)計(jì)使用壽命T1來(lái)選擇，可以根據(jù)上面公式（1），可以很方便的計(jì)算出在設(shè)計(jì)使用壽命下過(guò)濾器的設(shè)計(jì)風(fēng)量Q1。根據(jù)公式可以得到以下表格2：

 

Q1	50%Q0	55% Q0	60% Q0	65% Q0	70% Q0	75% Q0	Q0
T1	3.5 T0	3.1 T0	2.7T0	2.4 T0	2.2 T0	1.9T0	T0
T1（年）	12.3	10.9	8.1	8.4	7.7	6.7	3.5

 

     我們可以按照設(shè)計(jì)使用壽命10年，查表2選擇55%額定風(fēng)量作為設(shè)計(jì)風(fēng)量來(lái)選擇過(guò)濾器型號(hào)，由上面的分析可以知道按照高效過(guò)濾器的額定風(fēng)量的百分比所選對(duì)應(yīng)的過(guò)濾器的阻力必定相等。下面的主要任務(wù)變成了選擇風(fēng)量所對(duì)應(yīng)的過(guò)濾器型號(hào)。下表3是作者經(jīng)常使用的高效過(guò)濾器不同厚度、不同額定風(fēng)量百分比下的風(fēng)量（m3/h）。

型號(hào)	特征尺寸 H×W×D（mm）	額定風(fēng)量Q0（m3/h）	Q1=55%Q0	Q1/（H×W×D） （h-1）	初阻力 （Pa）
01型	484X484X220	1000	550	10672	執(zhí)行1993年頒布的國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn) A類≤190 B類≤220
	484X484X180	800	440	10435
	484X484X150	650	358	10174
	484X484X120	500	275	9783
02型	320X320X220	430	237	10498
	320X320X180	344	189	10265
	320X320X150	280	154	10026
	320X320X120	215	118	9623
03型	630X630X220	1700	935	10708
	630X630X180	1360	748	10470
	630X630X150	1105	608	10208
	630X630X120	850	468	9816

 

序號(hào)	名稱	面積    ㎡	級(jí)別	換氣次數(shù)（h-1）	送風(fēng)量Q（m3/h）	過(guò)濾器型號(hào) （H×W×D）	臺(tái)數(shù)T	校核值Q1/（H×W×D）/T
1	換鞋	3.1	10萬(wàn)	15.0	120.9	320×320×120	1	9839
2	洗手	3.0	10萬(wàn)	15.0	117.0	320×320×120	1	9521
3	套衣	4.3	萬(wàn)	20.0	223.6	320×320×220	1	9925
4	物入	5.2	萬(wàn)	20.0	270.4	484×484×120	1	9619
5	實(shí)驗(yàn)室	11.6	萬(wàn)	20.0	603.2	630×630×150	1	10132
6	培養(yǎng)室	14.9	萬(wàn)	20.0	774.8	630×630×180	1	10845
7	種子室	8.7	萬(wàn)	20.0	452.4	484×484×180	1	10729
8	反應(yīng)	27.0	萬(wàn)	40.0	4320.0	630×630×220	5	9895
9	緩沖	4.0	10萬(wàn)	15.0	156.0	320×320×150	1	10156

    

     我們以表4為例，該風(fēng)量計(jì)算表是實(shí)際工程中的一例，我們按照實(shí)際送風(fēng)量查表3中55%Q0風(fēng)量所對(duì)應(yīng)過(guò)濾器型號(hào)，該選擇過(guò)程是一個(gè)試算的過(guò)程，如果現(xiàn)有的過(guò)濾器型號(hào)在55%風(fēng)量下均能滿足所有房間的送風(fēng)量的要求，則停止試算；如果僅有少數(shù)房間不能滿足，則可以選擇比設(shè)計(jì)值大的型號(hào)中風(fēng)量最小的那一檔；如果大多數(shù)不能滿足，則需要重新選擇過(guò)濾器的壽命并重新計(jì)算所選過(guò)濾器額定風(fēng)量的百分比，如可以選擇50% Q0或60% Q0，繼續(xù)試算直到滿足前兩條要求。最后可以通過(guò)設(shè)計(jì)風(fēng)量除以其相應(yīng)的過(guò)濾器特征尺寸（H×W×D），看是否相近，不平衡率相差10%以內(nèi)即可認(rèn)為所選過(guò)濾器基本阻力平衡。表4中經(jīng)過(guò)試算和校核，不平衡率在10%以內(nèi)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。為了便于清楚理解，特編制了圖3流程圖以供參考。

 

     對(duì)于單個(gè)空調(diào)房間，潔凈室的等級(jí)換氣次數(shù)與熱濕負(fù)荷所確定的換氣次數(shù)進(jìn)行比較，選擇較大的換氣次數(shù)即可；對(duì)于多個(gè)空調(diào)房間組成凈化空調(diào)系統(tǒng)，每個(gè)房間的冷熱負(fù)荷情況不一樣，導(dǎo)致每個(gè)房間在該房間等級(jí)的換氣次數(shù)下，所要求的送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)也不一樣，而作為一個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)（凈化空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)之一是經(jīng)常不同級(jí)別的潔凈室在同一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)中）設(shè)計(jì)上要求必須有且僅有一個(gè)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，這時(shí)如果按滿足主要操作間溫濕度為前提，選擇主要操作間的送風(fēng)溫差為系統(tǒng)送風(fēng)溫差，則往往主要操作間的冷負(fù)荷較大，因此所需的送風(fēng)溫差也較大，其它輔助房間的在其潔凈等級(jí)換氣次數(shù)下，會(huì)造成冷量過(guò)剩，房間過(guò)冷，給人以不舒適感；相反如果按滿足大多數(shù)輔助房間（因?yàn)榇蠖鄶?shù)輔助房間的冷熱負(fù)荷較均衡）溫濕度為前提，選擇其送風(fēng)溫差（偏?。橄到y(tǒng)送風(fēng)溫差，則往往主要操作間在大冷負(fù)荷的情況下，需要增加比潔凈等級(jí)還要大的換氣次數(shù)來(lái)滿足操作間的溫濕度，這樣會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)風(fēng)量的增加，初投資也相應(yīng)地加大。兩種方式各有利弊，可以根據(jù)具體情況適當(dāng)選擇，或者可以兩種方式混合使用，即送風(fēng)溫差選擇一個(gè)兩者之間的數(shù)值，以盡量滿足設(shè)計(jì)和投資的要求。

序號(hào)	名稱	送風(fēng)量Qi（m3/h）	房間的冷負(fù)荷Ii（W）	送風(fēng)溫差△t= -ts（℃）	冷負(fù)荷送風(fēng)量QLi	凈化等級(jí)送風(fēng)量QDi	冷負(fù)荷送風(fēng)量與送風(fēng)量相對(duì)偏差	室內(nèi)溫度校核
1	換鞋	120.9	31.9	1.9	49.9	120.9	-58.8%	22.9
2	洗手	117.0	30.9	1.9	48.3	117.0	-58.7%	22.9
3	套衣	223.6	44.2	1.9	69.1	223.6	-69.1%	22.7
4	物入	270.4	53.5	1.9	83.6	270.4	-69.1%	22.7
5	實(shí)驗(yàn)室	603.2	119.4	1.9	186.7	603.2	-69.1%	22.7
6	培養(yǎng)室	774.8	849.7	1.9	1328.3	774.8	71.4%	25.4
7	種子室	452.4	89.5	1.9	139.9	452.4	-69.1%	22.7
8	反應(yīng)	4320.0	3247.5	1.9	5076.9	2160.0	17.5%	24.3
9	緩沖	156.0	48.8	1.9	76.3	156.0	-51.1%	23.0
0	∑	7038.3	4515.4	1.9（△tm）	7059.0	4878.3	0.3%	24.0

     具體的計(jì)算步驟如下：
1、首先確定室內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度tn±△（精度）。
2、計(jì)算凈化空調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)潔凈室的冷負(fù)荷Ii，并計(jì)算∑Ii。
3、根據(jù)各潔凈室凈化等級(jí)確定送風(fēng)量QDi，并計(jì)算∑QDi。
4、確定每一個(gè)潔凈室內(nèi)的送風(fēng)量Qi，并令Qi的初始值為QDi，∑Qi=∑QDi。
5、根據(jù)∑Ii和∑Qi確定系統(tǒng)平均送風(fēng)溫差 =tn-ts，并確定ts。
6、用公式判斷 ∈tn±△的范圍內(nèi)嗎？
⑴若所有潔凈室均滿足，則結(jié)束計(jì)算，得到了所求的計(jì)算風(fēng)量。
⑵否之，則適當(dāng)增加溫度偏高的房間的換氣次數(shù)，并回到4。

     我們同樣以表4的工程數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算，經(jīng)試算后得到表5，通過(guò)該表的計(jì)算得到以下有益結(jié)論：

1、盡量選用潔凈等級(jí)送風(fēng)量QDi作為潔凈室的送風(fēng)量，以減小系統(tǒng)風(fēng)量。
2、在滿足tn±△的范圍的要求的情況下，盡量加大送風(fēng)溫差，即是換氣次數(shù)最小。
3、從表4中可以看出，各個(gè)冷負(fù)荷送風(fēng)量QLi與送風(fēng)量Qi相對(duì)偏差在±50%~60%的情況下，只要送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)選擇的合適，其潔凈室的溫度也能控制在精度±△范圍內(nèi)。盡管各個(gè)房間的兩種計(jì)算方法中存在偏差（有正有負(fù)），但∑Qi和∑QLi應(yīng)該是相等的，偏差小于1%。為了便于清楚理解，特編制了圖4流程圖以供參考。

 

     1、高效空氣過(guò)濾器是凈化空調(diào)系統(tǒng)的滿足凈化等級(jí)的必備設(shè)備，正確地選擇它，可以給過(guò)濾器帶來(lái)合理的壽命，合理地控制凈化空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行周期，并給凈化系統(tǒng)的平衡調(diào)試帶來(lái)方便。
     2、凈化空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)量計(jì)算的特殊性，決定了同一個(gè)凈化空調(diào)系統(tǒng)各個(gè)潔凈室的溫度不能達(dá)到同一個(gè)設(shè)定值，因此如何正確選擇送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，校核潔凈室在所選風(fēng)量的基礎(chǔ)上的室內(nèi)溫度是否滿足精度要求成為必然。