作者：Andrew Untz，唐纳森高级 项目工程师
目前尚未制定出一套标准，能够恰当、准确地评测工业除尘系统的效果。 许多除尘器和滤芯制造商对其产品效能称赞有加，致使众多终端用户发现自身迷失于自吹自擂与信口雌黄的世界里。 为了制定比较基准，许多公司、行业和司法管辖区已采用 MERV 评级，此评级方法由 ASHRAE 52.2 创设，针对的是常规工业通风清洁行业。 但这是否能够对工业除尘器的效果进行恰当评测？
下述情况下，采用 MERV 评级系统测量工业除尘器效果是存在问题的：
- MERV 测试的是规定滤料流速，这与对工业除尘器运行流速进行测试的典型方法大不相同；
- MERV 评级表示滤芯最低效率（通常启动时最低），而非整个滤芯使用寿命期间的标准过滤排放；
- MERV 测量的是滤材的效果，而非整个除尘系统及其自洁系统；
- MERV 能够确定压降，却无法处理整体能耗问题。
何为 MERV？
MERV 指的是最低效率报告值 (Minimum Efficiency Reporting Value)。 此评级系统已纳入 ASHRAE 52.2 测试规范。 系统简单地为滤芯分配一个确定其从气流中去除颗粒的最低性能数字。 数字越高表示过滤效率越高，但是许多工业除尘行业专家雄辩称自己不会为滤芯分配数字。
起初编写 ASHRAE 52.2 的目的在于建立一种测量常规通风气流清洁设备性能的方式。 尽管常规通风气流清洁系统和工业除尘系统都是从气流中去除颗粒，却不存在太多共同之处。 差异如下。
常规通风与工业除尘的运行流速对比
创建 52.2 标准的目的是测试用于常规通风系统的静态空气过滤器效率，例如房间和建筑空气过滤系统。 相比之下，工业除尘空气过滤器是在非常动态的环境中发挥作用，粉尘不断堆积，并且要根据需要从滤料中清除。 多数工业除尘器设有自洁系统，使滤芯比不进行定期清洁的情况下持续运行时间更长。 有时会在没有气流的情况下清洁滤芯，但通常是在正常运行期间进行清洁。 粉饼（及其相关压降）的变化意味着滤芯效率也在不断变化。 每当清洁滤芯时，其效率也随之发生改变。 ASHRAE 52.2 中使用的静态条件无法恰当应用于除尘器内的动态条件。
常规通风清洁系统产生的粉尘量远不及工业制造过程。 在制材厂、谷物处理工厂、金属加工车间和热喷涂房加工过程中的气流通常会产生 0.5 至 20 格令/立方英尺（1 格令 = 64.78 毫克，1 立方英尺 = 0.0283 立方米）的颗粒。 制造商无法承担为更换滤芯而频繁停止生产所造成的损失，因此依靠带有自洁系统的除尘器来解决这一状况。 自洁系统有助于延长滤芯使用寿命。
与此相反， ASHRAE 52.2 测试要求气流中的粉尘数量相对较少。 使用的是约 0.005 grain per cubic foot 格令/立方英尺（1 格令 = 64.78 毫克，1 立方英尺 = 0.0283 立方米）的空气。 比起典型工业除尘气流，粉尘浓度要降低了 100 到 4000 倍。
需要考虑的另一关键因素为常规通风和工业除尘的滤料表面速度存在巨大差异。 典型除尘器的滤料表面速度处于每分钟 0.5 至 12 feet 英尺（1 英尺 = 0.3048 米）之间。 相比之下，ASHRAE 52.2 测试显示气流速度处于每分钟 118 至 748 feet 英尺（1 英尺 = 0.3048 米）之间。 这意味着相比除尘器，在 MERV 测试中所测速度要高出 10 至 1500 倍。 由于滤料速度会影响效率，MERV 测试对于工业除尘应用的适用性应当受到质疑。
初始效率与日常效率对比
ASHRAE 52.2 旨在测量常规通风清洁系统的效率。 除尘器的目的在于长时间地控制排放。 乍看之下，滤芯的效率与其向系统外的排放限制直接相关。 然而，滤芯的效率与工业除尘器的排放不存在直接关系。 如果尝试脱离 MERV 效率等级长时间计算排放，则所计算的排放量将过高。 这种计算错误发生的原因是，除尘器的滤芯因粉尘覆盖，不断地产生粉饼。
工业除尘器的操作原理是利用粉饼累积进行进一步过滤。 粉饼对气流存在阻力，因此通过除尘器滤材的阻力通常处于 2 至 5 inch 英寸（1 英寸 = 0.0254 米）的水柱范围之内。 在此期间随着清洁滤芯，粉饼更换，粉尘再次累积。 ASHRAE 52.2 测试在一个完全不同的阻力范围内进行。 测试将止于 1.4 inches 英寸水柱（1 英寸水柱 = 25.4 毫米水柱）的最大阻力（或根据获得的效率等级更早停止）。 尽管粉饼的累积和排放是除尘器操作循环期间运行效率的重要因素，但 MERV 测试仅仅与滤材采集粉尘的能力有关。
除尘器功能与 ASHRAE 52.2 测试应用间的差异，将使设计滤料方法发生改变。 深层过滤滤料使滤料各个深度均可过滤颗粒，无需穿透过滤组件，对于静态过滤系统有所助益。 在静态环境中，可以在滤芯中过滤粉尘而不生成粉饼的滤料将能够处理更多颗粒，并且拥有更长的使用寿命。 然而，试图在动态环境中清洁滤料时却并非如此。 滤料表面存留粉尘（表面过滤）越多，清洁过程越容易。 在除尘器中采用表面过滤滤料，有利于延长滤芯使用寿命。 滤芯制造商能够轻松设计出深层过滤滤料，以确保其滤芯拥有更高的 MERV 评级，消费者可能会认为 MERV 评级越高，滤芯越好。 然而，这些深层过滤滤料通常忽视了清洁期间排放颗粒的能力。 严格按照 MERV 评级购买滤芯的工业除尘器消费者可能没有意识到自己忽视了一项重要的性能，即清洁能力。 优秀的工业除尘器滤芯能够提供更高的效率及更优异的清洁能力。 考虑到工业除尘器性能相关因素的数量和复杂性，有人可能会说，根据单纯基于初始效率的 MERV 评级购买除尘器是毫无成效的。 区分 MERV 13 与 MERV 14 性能评级的条件仅代表除尘器滤芯使用寿命的一小部分。 根据初始几分钟的滤芯使用寿命建立起的 MERV 评级，无法预测滤芯使用寿命剩余 6 至 24 个月的效果。 同样，52.2 的效率表征也是不可靠的。 根据清洁系统中的设计、表面过滤滤料技术和气流管理计算的工业除尘器实际性能更为准确。
滤料性能与系统性能对比
由于 MERV 评级系统仅可测量滤料，而非整个过滤系统，所以也不足以确定工业除尘系统的效果。 理想情况下，终端用户利用标准可以比较常规操作期间的排放量。 这种标准可以测评整个过滤系统的效果。 除尘器内的气流管理对其整体性能而言至关重要。 其设计应管理气流，使大部分粉尘无法到达滤芯，以便延长滤料寿命。 管理气流还应使收集的粉尘得以沉淀，而不会再次夹带在气流中或长期悬浮。 Donaldson® Torit® 拥有四种清洁装置的方法，但是清洁系统和滤料的设计应当双管齐下。 除尘器用户只关心整体性能，因此片面的测量是不够的。
压降与整体能源消耗
另一个问题是，ASHRAE 52.2 的压降表示法无法显示出许多终端用户日益关心的更广泛的性能特征，即能源消耗及其成本。 对于滤芯更为严苛的要求，需要更多的能源以维持适当的气流。 清洁能源也同样非常重要。 除尘器可以包含优异的清洁系统和低压降，但可能需要大量的清洁能源。 为数不多的人能够接收这种情形。 然而，MERV 评级并不针对此关键性能特征为终端用户提供指南。
那么，应如何应对？
考虑到 MERV 评级系统不适用于工业除尘器的种种原因，我们应如何应对？ 如果出现新标准，则其应考虑众多终端用户关心的主要性能特征（主要是本文中提到的几项）。 终端用户在选择工业除尘器时的其他考量也应纳入考虑。 终端用户通常想要了解尺寸、箱体完整度、噪音以及过滤系统从非正常情况中恢复的能力等其他特征。
工业除尘行业的领先者 ASHRAE 和 ISO 目前正通力协作，力求解决此问题。 ASHRAE 的技术委员会 5.4 近期完成了一项研究项目 (RP1284)，旨在确定制定除尘器测试规范的正确方式，随后特别项目委员会根据此研究，制定出测试规范。 ISO 技术委员会 142 也正忙于制定类似的国际通用测试规范。 距离编写完成尚需几年时间，但是至少，他们正在试图满足工业除尘市场的需求，而这一领域是 MERV 从未涉猎的。 应鼓励有意之人参与其中。 在标准发布之前请公众参与评论，以便获得有助于确保终端用户的需求最终得到满足的反馈。
与此同时，如果面临除尘过滤系统选择，询问制造商有关 MERV 对当前情况的适用性问题。 更重要的是，应花费时间就有助于预测除尘系统效果的特征进行询问，例如： 操作流量、期望滤芯使用寿命、滤料设计、气流管理、清洁系统设计和能耗。 您的底线将有助于作出更加明智的选择。
Andrew Untz 是 美国唐纳森公司的高级项目工程师。他拥有威斯康星大学河瀑布分校的工程学理学学士学位，并获得了菲尼克斯大学的工商管理学硕士学位。 Andrew 在工业空气过滤方面拥有 16 年的经验。 他就职于 ASHRAE 技术委员会 5.4，并参与编写了 ASHRAE 199。 Andrew 亦参与过 ISO 技术委员会 142 WG5 的相关工作，主导工业除尘器国际测试标准的制定。
