空氣過濾器典型使用場所分析
1 芯片廠
當今，半導體芯片廠對生產(chǎn)環(huán)境空氣潔凈程度最挑剔，對空氣過濾器的要求也最苛
刻。粘在芯片上的粉塵可能造成斷路、短路而直接影響成品率。
芯片廠用的高效過濾器和風機過濾單元（FFU）出廠前要經(jīng)過掃描測試。芯片廠不認鈉焰法和DOP法的帳。芯片廠特別在意過濾器上可能的微量揮發(fā)元素。近幾年出現(xiàn)了聚四氟乙烯PTFE纖維高效過濾材料，這種材料沒有揮發(fā)物，但它帶靜電，過濾后的空氣要進行電中和以消除離子，少了個隱患，多了個麻煩。
但當芯片的線寬小到0.5um時，人們發(fā)現(xiàn)空氣中的化學污染物成了影響成品率的主要危害，于是，后建的芯廠空調(diào)系統(tǒng)中普遍配置了化學過濾器。芯片廠說的化學過濾器就是活性炭過濾器，它的原理和制造工藝并不復雜。許多情況下，設(shè)計師和現(xiàn)場人員也說不清污染物的種類和濃度，因此，芯片廠用的化學過濾器應(yīng)具有兩個特點：廣譜吸附性能、足夠多的吸附材料。如果能確定污染物種類，就可對吸附材料進行有針對性的化學處理，以增強對特定污染物的吸附能力。過濾器供應(yīng)商有時還要提供相應(yīng)的現(xiàn)場檢測服務(wù)，以幫助用戶確定化學過濾器的使用情況，這就要求供應(yīng)商中有搞化學過濾的專家，并與權(quán)威實驗室有密切的關(guān)系。
半導體工業(yè)并非“無煙工業(yè)”，它也有環(huán)境問題。為降低環(huán)境風險，有些芯片廠的排風系統(tǒng)也裝有化學過濾器。
2 機場空調(diào)系統(tǒng)
飛機場是賓客對城市的第一印象，機場空調(diào)系統(tǒng)表明主人的實力和空調(diào)設(shè)計師的水
平。在發(fā)達國家大型機場的空調(diào)系統(tǒng)中，空氣過濾器常見配置為：
G4～F6預過濾器→活性炭過濾器→F7末端過濾器
F7過濾器（Ashhae Dust-spot 85%）是上檔次的公共場所中最常見過濾器。經(jīng)過F7過濾器后，空氣含塵濃度可以達到旅游景區(qū)的水平。國家標準中規(guī)定候機廳可吸入顆粒物的濃度上限為0.15mg/m3，這是從衛(wèi)生角度考慮的最低要求，機場室外空氣也比這個濃度低．設(shè)計中，機場空調(diào)考慮的是檔次，而不僅僅是衛(wèi)生．
機場有汽油味，消除氣味的活性炭過濾器成了發(fā)達國家機場空調(diào)中的標準配置．這里沒多少技術(shù)可言．活性炭過濾器檢驗機場投資者和運營者的實力．
3 潔凈室末端過濾器
過濾器是通用產(chǎn)品，不管什么等級的潔凈室，所用的高效過濾器是一樣的．一但過濾器的品質(zhì)一有了保證，通風參數(shù)（換氣次數(shù)或平均風速）就成了決定潔凈工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。表3是潔凈室設(shè)計時應(yīng)考慮的一些因素。
表3 潔凈度、通風參數(shù)與高效過濾器
ISO14644
分 級 對應(yīng)傳統(tǒng)規(guī) 格 氣流形式 平均風速�。╩/s） 換 氣
次 數(shù) 末 端 過 濾
器 效 率 過濾器出廠
檢驗方法
ISO1級 ≥99.9999% 掃描
ISO2級 U 0.3～0.5 ≥99.9999% 掃描
ISO3級 1 U 0.3～0.5 ≥99.999% 掃描
ISO4級 10 U 0.3～0.5 ≥99.999% 掃描
ISO5級 100 U 0.2～0.5 ≥99.97% 總效率或掃描
ISO6級 1000 N，M 70～160 ≥99.97% 總效率或掃描
ISO7級 10000 N，M 20～70 ≥99.97% 總效率或掃描
ISO8級 100000 N，M 10～20 ≥99.97% 總效率或掃描
注：U－單向流，N－非單向流，M－單向與非單向混合流
表2中的“平均風速”只針對單向流潔凈室，這種潔凈室的平均風速必須壓過粉塵的擴散速度。表中的“換氣次數(shù)”是針對高3m左右的常規(guī)潔凈而言，這個參數(shù)通常僅對非單向流和混合潔凈室有意義。
目前國外高檔次潔凈室用的高效過濾器全部經(jīng)過掃描檢驗，由于歷史原因，有些要求不高的潔凈室仍使用經(jīng)過傳統(tǒng)的總效率方法測試的過濾器。
由于具體項目的要求不同以及設(shè)計理念的差異，設(shè)計師對換氣次數(shù)的平均風速選取也會不同。近幾年，國內(nèi)設(shè)計潔凈室的換氣次數(shù)有提高的趨勢。
國內(nèi)制藥行業(yè)GMP規(guī)范中有個“30萬級”。30萬級的環(huán)境相當于風平浪靜的近海海面、“環(huán)境質(zhì)量優(yōu)”的景區(qū)。要獲得30萬級，多數(shù)情況下沒必要加裝末端高效過濾器，在空調(diào)系統(tǒng)中選用好一些的過濾器（效率級別F8～H10）就可以了。
“提高過濾器的過濾效率可以降低換氣次數(shù)”，這是個十分可怕的念頭。潔凈室的主要塵源是人和設(shè)備，相比之下，經(jīng)高效過濾器進入室內(nèi)的粉塵量要少得多，如果通風參數(shù)相同，選用99.9999%過濾器與選用99.97%過濾器，潔凈室的潔凈程度不會有多少差別。單向流潔凈室的平均風速至關(guān)重要，如果風速壓不住粉塵擴散速度，使用再好的過濾器也白搭。
非單向流潔凈室也稱“亂流”潔凈室，另有個形象的稱呼叫稀釋型（dilutiontype）潔凈室。這種潔凈室的平均風速遠遠低于粉塵擴散速度，送風僅起稀釋作用，由于這類潔凈室內(nèi)操作人員相對地多、設(shè)備和生產(chǎn)過程發(fā)塵量也較大，所以過濾器效率的高低不再是潔凈度的決定因素，因為最差高效過濾器的其效率也會是99.97%，它足以滿足稀釋室內(nèi)粉塵濃度的要求。
國內(nèi)曾有種觀點，10萬級潔凈室可以選用“亞高效”過濾器（對≥0.5um粒子的過濾效率≥95%），其理由是亞高效過濾器便宜、阻力小。就價格而言，目前市場上同樣尺寸規(guī)格的亞高效過濾器并不比高效過濾器便宜多少。選用亞高效過濾器時，潔凈室的換氣次數(shù)要明顯增大，為此，空調(diào)系統(tǒng)要加大、過濾器的數(shù)量要增多，由此造成投資的增加遠高于高效與亞高效過濾器間的差價。在生產(chǎn)過程中，高效過濾器要進行逐臺測試，而亞高效 只進行少量抽測。兩者的外觀可能一樣，但品質(zhì)卻有明顯差別。在潔凈室使用亞高效過濾器，這種作法只會讓你花冤枉錢。
4 潔凈度分級
1963年，美國潔凈室標準FED-STD-209中，按每立方英尺中≥0.5mm粉塵數(shù)量的最高允許濃度，將潔凈室分成若干等級，如100級、10,000級、100,000級。世界上許多國家都加以效仿。
1999年，國際標準化組織ISO頒布了一項國際標準《ISO14644-1 潔凈室與受控潔凈環(huán)境》第一部分：空氣潔凈度分級。標準中采用了新的分級。
2001年，中國新頒布的潔凈室設(shè)計標準中采用了ISO分級。
ISO潔凈度等級以及與傳統(tǒng)分級的對應(yīng)關(guān)系
ISO14644
分級 最高濃度極限（顆粒數(shù)/m3） 近似對應(yīng)
傳統(tǒng)規(guī)格
mm 5.0m 1.0m 0.5m 0.3m 0.2 0.1
ISO 1 10 2
ISO 2 100 24 10 4
ISO 3 1000 237 102 35 8 1
ISO 4 10000 2370 1020 352 83 10
ISO 5 100000 23700 10200 3520 832 29 100
ISO 6 1000000 237000 102000 35200 8320 293 1000
ISO 7 352000 83200 2930 10000
ISO 8 3520000 832000 29300 100000
ISO 9 35200000 8320000 293000
5 汽車涂裝空氣過濾
若5um的粉塵混入漆塵，人的肉眼就可以看到由粉塵造成的瑕點。為了保證轎車油漆質(zhì)量，汽車制造廠的涂裝車間（油漆車間）使用大量空氣過濾器。
噴漆線一般是個很長的隧道，車身在隧道中歷經(jīng)各種工序。整個隧道的頂部覆蓋有一層厚實的無紡布，新風穿過無紡布均勻地進入隧道。這層無紡布的作用是阻尼均流，它有些過濾作用，又是濾材廠家生產(chǎn)的，所以人們習慣地把它歸到空氣過濾器。這層阻尼材料的效率規(guī)格大致相當于F5。過濾效率高低在此其實并不重要，重要的是材料本身要均勻，出風面不能掉毛。
噴漆線的主過濾器設(shè)在阻尼層的上方，或設(shè)在空氣處理機組內(nèi)。主過濾器的效果規(guī)格為F5～F7，主過濾器一般為普通的袋式過濾器，決定噴漆隧道空氣水平的是這一級過濾器，而不是最靠近隧道的那層阻尼材料。主過濾器之前還要有預過濾器。近些年新建涂裝車間多選用進口生產(chǎn)線或仿造進口的生產(chǎn)線，所以袋式過濾器大都是592×592mm（名義尺寸24” ×24”）的通用規(guī)格。
在涂裝車間的烘烤生產(chǎn)線上，送風溫度在200℃左右，由于空氣處理器中的加熱裝置可能發(fā)塵，所以過濾器要放在加熱裝置之后，這要求過濾器能夠長期承受200～250℃的高溫。此處過濾器的效率規(guī)格一般為F7～F8，過濾器全部都是有隔板結(jié)構(gòu)，褶距約8mm的玻纖濾紙由瓦楞狀的鋁箔隔開。由于要耐高溫，濾紙與過濾器金屬外框間的粘合與密封問題是關(guān)鍵，密封結(jié)構(gòu)要可靠，密封材料的成本又不能太高。過濾器上的密封墊多為有彈性的玻璃纖維氈墊。烘烤生產(chǎn)線有隔板過濾器的外形尺寸為610×610×292mm。烘烤生產(chǎn)線的預過濾器設(shè)在送風機組的入口端，所以沒有耐溫要求。預過濾器多選用效率較低的普通袋式過濾器，為了方便管理，烘烤線的預過濾器與噴漆線的預過濾器經(jīng)常為同一規(guī)格型號。
硅酮是一種很好的材料，可以用來做潤滑劑、粘接劑、密封材料，甚至曾用做隆胸填料，汽車上到處用到硅酮。但汽車廠的涂料車間卻特別忌諱硅酮，因為金屬表面沾上硅酮，漆層就會起泡。涂裝車間明文禁用任何硅酮，過濾器供應(yīng)商應(yīng)該仔細檢查制造過程中所用的各種材料，尤其是粘合劑，確保其中不含硅酮。
6 核電站用的過濾器
核工業(yè)消耗大量過濾器，凡核工業(yè)用的過濾器統(tǒng)稱“核級過濾器”。從歷史上講核工業(yè)成就了諸如Cambridge、Camfil、Sofiltra、Vokes那些曾經(jīng)或依然紅火的過濾器公司。
為防止放射性粉塵的溢散，核電站的排風系統(tǒng)需要大量高效過濾器。美國標準規(guī)定這種高效過濾器的效率為：對0.3um的DOP粒子過濾效率99.97%。多數(shù)國家照搬美國標準，有些國家規(guī)定了自己的試驗方法，但過濾器性能與用美國方法測出的性能相當。大多數(shù)核級高效過濾是傳統(tǒng)形式的有隔板過濾器，其中，濾材為玻纖濾紙，隔板采用0.038mm的鋁箔，外框是碳鋼或不銹鋼，濾紙與外框間的粘接劑為硅酮、PVC或其它耐溫材料，過濾器的迎風面與背風面有金屬保護網(wǎng)。核級過濾器的許多性能在平時屬于“多余性能”，那是為意外事故時的可靠性準備的。
法國是無隔板過濾器的鼻祖，法國人 地核電站中用無隔板過濾器替代了傳統(tǒng)有隔板過濾器，韓國和中國進咒罵了法國核電站，并各自實現(xiàn)了過濾器生產(chǎn)的本土化，除了上述三國，多數(shù)國家不敢在關(guān)鍵部位使用無隔板高效過濾器。
中國早期核反應(yīng)堆用的高效過濾器與美國的大同小異，后來，中國引進了法國、加拿大、俄羅斯的技術(shù)。中國的核級過濾器數(shù)量不多，樣式不少。
甲基碘和碘是放射性元素鈾的裂變產(chǎn)物，為了清除空氣中的甲基碘蒸汽，核電站使用大量活性炭過濾器。這類用途的活性炭材料要經(jīng)過特殊的化學浸漬處理，以提高對甲基碘和碘的吸附能力。習慣上，核工業(yè)用的活性炭材料稱“活性炭”，活性炭過濾器稱為“碘吸附器”。與普通活性炭過濾器相比。核電站用的順炭層厚、吸附效率高、耐溫和抗震要求高。由于吸附是個放熱過程，溫度過高可能引燃活性炭，所以對碘吸附器有嚴格的耐溫要求。核燃料處理廠中甲基碘和碘的濃度很高，這時就不能再使用活性炭，而是采用不燃的多孔吸附材料來制造碘吸附器。
按消耗量計算，核電站中用量最大的是一般通風用的過濾器。核電站用的通風過濾器的形式多種多樣，其具體規(guī)格在建設(shè)初期就確定了，過濾器公司必須按原規(guī)格供貨。除非意外，業(yè)主和供應(yīng)商都不敢輕易改變原材料、制造工藝、試驗方法和供貨渠道。
核工業(yè)用的過濾器，其原理和結(jié)構(gòu)與其它行業(yè)用的過濾器沒多大差別。核工業(yè)過濾器不求高新、不搞市場經(jīng)濟、不侃價。安全第一，可靠第一。與其它行業(yè)相比，核工業(yè)用的過濾器要經(jīng)受更多的檢測項目，要經(jīng)過更多的認證。那些檢驗和認證經(jīng)常是些政府把持的、與核工業(yè)有關(guān)的專門機構(gòu)來做。此外，過濾器供應(yīng)商必須具有可靠的資質(zhì)和信譽，得到或多或少的政府支持，還要有相當?shù)臉I(yè)績和相應(yīng)的技術(shù)實力。
附錄： 典型場所過濾器配置
場 所 主過濾
器效率 常 見 過 濾 元 件 特 殊 要 求 說 明
普通空調(diào)機組中的主過濾器 F5～F7 袋式、無隔板過濾器 過濾效率合理 衛(wèi)生，保護室內(nèi)裝潢，保護空調(diào)系統(tǒng)
普通空調(diào)機組中的預過濾器 G3～F5 各種便宜、使用方便的過濾器 容塵能力高，供貨有保證 保護空調(diào)系統(tǒng)，保護下一級過濾器
高檔公共場所集中空調(diào)主過濾器 F7 袋式、無隔板過濾器 防止風口黑漬，防止室內(nèi)裝潢褪色
機場航站樓 F7 袋式、無隔板過濾器 旅客第一印象
學校、幼兒園 F7 袋式、無隔板過濾器 防火 特殊安全考慮
診室與病房 F7～F8 袋式、無隔板過濾器 無營養(yǎng)物 防止交叉感染
博物館、圖書館 F7 袋式、無隔板過濾器 保護珍品
普通音像工作室 F7 袋式、無隔板過濾器 保護光學設(shè)備和制品
非均勻流潔凈室 HEPA 有隔板、無隔板高效過濾器 逐臺測試，無易燃材料，無營養(yǎng)物 過濾器裝在高效送風口內(nèi)
均勻流潔凈室 HEPA ULPA 有隔板、無隔板高效過濾器 逐臺掃描檢驗，流速均勻 潔凈室末端
一般潔凈室預過濾 F8～H10 袋式、無隔板、有隔板過濾器 保證開端過濾器正常使用壽命
芯片廠10級、1級潔凈廠房 ULPA 無隔板ULPA過濾器 逐臺掃描檢驗，流速均勻，無揮發(fā)物 當今對過濾器性能要求最高的過濾器
芯片廠10級、1級潔凈廠房預過濾 HEPA 無隔板、有隔板過濾器 承受高風速 保證末端過濾器的使用壽命為“一輩子”
制藥行業(yè)30萬級潔凈廠房 F8～H10
HEPA 袋式、無隔板、有隔板過濾器 無營養(yǎng)物 末端過濾器可以設(shè)在中央空調(diào)器內(nèi)
負壓潔凈室排風過濾 HEPA 無隔板、有隔板過濾器 可靠 禁止危險物品的排放
轎車涂裝流水線主過濾器 F4～F7 袋式過濾器 不含硅酮，不掉毛，阻燃 滿足面漆無疵點，保護均流材料
轎車烤漆流水線主過濾器 F6～F7 耐高溫有隔板過濾器 不含硅酮 工藝要求
高要求靜電噴涂生產(chǎn)車間 F7～F8 袋式、無隔板過濾器 不含硅酮，不掉毛 保證外觀無疵點
核電站排風 HEPA 有隔板、無隔板過濾器 防火、耐沖擊、專門機構(gòu)認證 防止核污染
采用集中空調(diào)的機房、交換臺、中控室 F5～F7 袋式、無隔板過濾器 防止因灰塵引起的散熱不良和電路故障
采用柜式空調(diào)的機房、交換臺、中控室 G3～F5 簡易的平板過濾器 因場地限制，很難采用其它形式的過濾器
化纖抽絲工序 F8 袋式過濾器 防斷絲，防“煤灰紗”
紡紗車間 G4～F7 袋式過濾器，靜電過濾器 防“煤灰紗”
食品工業(yè) F7 袋式、無隔板過濾器 無營養(yǎng)物 生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生
潔凈工作臺，風淋室 HEPA 有隔板、無隔板高效過濾器
軋鋼主電機 F7 袋式過濾器 阻燃 防止因粉塵造成的電機故障
卷煙廠中央空調(diào) F7 自潔式過濾裝置，傳統(tǒng)袋式過濾器 國內(nèi)煙草行業(yè)目前流行自潔式過濾裝置
家庭中央空調(diào) G3～G4 平板過濾器 便宜、美觀 擺在超市的商品
普通家用空調(diào) -- 尼龍網(wǎng) 可清洗 阻擋纖維和粗粉塵
風沙地區(qū)預過濾 -- 慣性除塵裝置，水浴除塵裝置，卷簾過濾器 清除大顆粒粉塵，只在刮風時工作
燃氣輪機與離心式空壓機 F7～F8 無隔板、袋式、有隔板過濾器、自潔式過濾器 抗沖擊，阻燃，憎水 防止設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢、磨損、腐蝕
軸流式空壓機 F5～F7 無隔板、袋式過濾器 抗沖擊，憎水 防止葉片磨損
往復式空壓機、內(nèi)燃機 G3～F5 袋式過濾器，濾清器，平板過濾器 抗沖擊，耐超阻 防止汽缸磨損
高級轎車空調(diào) F7 無隔板過濾元件 防塵，防花粉
高檔家用吸塵器 F7 HEPA 無隔板過濾元件 結(jié)實，抗水 防止排風二次污染
潔凈室用吸塵器 HEPA 無隔板過濾元件 結(jié)實，抗水 防止排風二次污染
家用空氣凈化器 F7～F9
HEPA 筒狀和方形無隔板過濾元件 便宜，美觀 擺在超高的商品
防毒面具 HEPA 無隔板過濾元件 耐溫，抗水 常與活性炭組合使用
注1：“主過濾器”指系統(tǒng)中最末一級過濾器，或指定部位的過濾器。
注2：表中的效率規(guī)格采用歐洲現(xiàn)行規(guī)格，有些行業(yè)和地區(qū)不使用這種規(guī)格
注3：表中未列出壓縮空氣使用的過濾器，那些行業(yè)稱其為“濾清器”。
引起空調(diào)性能下降造成的經(jīng)濟損失遠遠大于使用最好過濾器的費用。