无尘室内空气过滤器速度与均匀度如何测量

1‧测试目的

气流是控制洁净度与温湿度的最主要因素，它对噪音也有一些影响。因此风速量测，都是放在无尘室测试的第一步。风速量测的目的，是确认滤网送出的气流满足设计规范，其次是确认气流的均匀度。在某些场合可能因现场的限制，室内换气量还必须用风速乘以出口面积来换算。
单一流向型无尘室，很多都是设计成垂直层流，因此风速均匀度非常重要，只有均匀的垂直层流，才能有效排除微粒污染。非单一流向型无尘室，由于微粒控制的观念是稀释，不是立即排除，一般而言其换气量远比风速重要，因此多只需要量测风量。
在单一流向型无尘室，风速量测的位置可由业主指定，一般是在滤网表面或是工作高度。但是需注明是滤网风速量测（滤网表面）或是无尘室室内风速量测（工作高度）。

2‧使用仪器

无尘室里面使用的 HEPA/ULPA 高效过滤器，其送出气流的速度多半都控制在 0.5m/s 以内，因此所使用的风速计必须属于低速型。滤网风速量测可使用单点式风速计如电子式压力计配合皮氏管、热线式风速计。也可以使用多点式风速计如 Shortridge Velgrid 16 点风速计。轮叶式风速计因使用范围不同，通常不在无尘室内使用。热线式风速计（Hot Wire）虽然高频响应良好，但是低速时〈0.5m/s 以下〉准确性很低，因此不很适用，一般热反应风速计常用的是 Thermeister 式风速计。转轮式风速计由于本身重量问题，也不适用低速。NEBB 的要求是在 50fpm 到 120fpm 之间〈0.25 m/s 到 0.6 m/s〉，要有±5 percent of the reading的精确度。

检验仪器须经校正合格，且仍在有效期限内。于正式检测前及缴交报告时均须检附合格的校正文件。

3‧测试步骤

(1) 在图面上记录空气过滤器尺寸、数量并编号。
(2) 取样点位于空气过滤器下方75-150mm处。
(3) 每一个空气过滤器下，若是使用单点式风速计，则每1平方英尺取一点；若是使用多点式风速计，则每4平方英尺取一点。以600mm×1200mm滤网为例，单点式风速计要量8点；多点式风速计要量2点。
(4) 每量测点必须取5秒的平均。
(5) 依验收标准分析所有风速，计算平均值、标准差、相对标准差，并标明不合格测试点。
(6) 记录所有原始数值，以及分析后的数值。

风速量测的测试步骤，在单一流向型或非单一流向型无尘室都相同。重要的是在非单一流向型无尘室测试时，特别注意取样时风速计不可受到干扰，以免影响准确度。

4‧数据分析

风速量测很简单，但是均匀度必须由数据分析来判定。均匀度是由相对标准差来代表，其计算步骤如下。

      1.    平均值：将所有风速量测值取算数平均  

V_AM = (V₁+V₂+…+V_N)/N

2.    标准差：计算所有风速量测值的标准差  

3.    相对标准差：相对标准差是一个百分比，将标准差除以平均值，再乘以100得到百分比  

RSD= SD_V/V_AM×100

风速量测很简单，但是均匀度必须由数据分析来判定。均匀度是由相对标准差来代表，其计算步骤如下。 由以上说明可看出，相对标准差其实只是把标准差去单位化，其物理意义与标准差一样，都是数据偏离平均值的程度。因此，相对标准差愈高，代表这一群数据愈不均匀，在垂直层流场合，当然希望相对标准差愈低愈好。

5‧验收标准

验收基准必须是由业主订定，设计团队依照业主要求设计空调系统，测试单位则依规范测试，提供给业主作为允收依据。一般而言，允收条件有以下三种。

1.    相邻两点之风速值，差距不可大于20

2.    量测之平均风速，应在设计规格之 ±5以内

3.    相对标准差应在 ±15%以内

关于第一的规定，差距大于20表示这一区已经有足够条件产生区域乱流，必须加以调整。关于第二条，无尘室里面，单一的滤网平均风速，通常会定在设计规格 ±10以内，总量才是±5以内。一般空调则是个别出风口 ±20以内，总量±10以内。

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