TCVN 8527-2:2010 ISO 11155-2:2009 Phương tiện giao thông đường bộ-Bộ lọc không khí dùng cho khoang hành khách-Phần 2: Phép thử lọc khí

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8527-2:2010

ISO 11155-2:2009

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - BỘ LỌC KHÔNG KHÍ DÙNG CHO KHOANG HÀNH KHÁCH - PHẦN 2: PHÉP THỬ LỌC KHÍ

Road vehicles - Air filters for passenger compartments - Part 2: Test for gaseous filtration

Lời nói đầu

TCVN 8527-2:2010 hoàn toàn tương đương với ISO 11155-2:2009.

TCVN 8527-2:2010 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22 Phương tiện giao thông đường bộ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 8527 (ISO 11155), Phương tiện giao thông đường bộ - Bộ lọc không khí dùng cho khoang hành khách gồm các phần sau:

- TCVN 8527-1:2010 (ISO 11155-1:2001), Phần 1: Phép thử lọc bụi.

- TCVN 8527-2:2010 (ISO 11155-2:2009), Phần 2: Phép thử lọc khí.

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - BỘ LỌC KHÔNG KHÍ DÙNG CHO KHOANG HÀNH KHÁCH - PHẦN 2: PHÉP THỬ LỌC KHÍ

Road vehicles - Air filters for passenger compartments - Part 2: Test for gaseous filtration

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phép thử gồm nhiều phương pháp để đo sự hấp thụ động lực học đối với khí của các bộ lọc không khí trong khoang hành khách của phương tiện giao thông đường bộ. Các phương pháp thử trong phòng thí nghiệm này áp dụng cho các bộ lọc nhằm nâng cao chất lượng không khí bằng cách giảm nồng độ của các thành phần khí có mùi khó chịu hoặc nguy hiểm từ môi trường hoặc không khí tuần hoàn khép kín hoặc cả hai trong cabin của phương tiện. Các phương pháp thử này cung cấp phương tiện đo tổn thất áp suất của không khí cũng như các đặc tính của khí và hơi được lấy đi.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản đã nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 8527-1:2010 (ISO 11155-1), Phương tiện giao thông đường bộ - Bộ lọc không khí dùng cho khoang hành khách - Phần 1: Phép thử lọc bụi.

TCVN 7773-1:2007 (ISO 11841-1), Phương tiện giao thông đường bộ và động cơ đốt trong - Từ vựng về bộ lọc - Phần 1: Định nghĩa về các bộ lọc và các thành phần của bộ lọc.

TCVN 7773-2:2007 (ISO 11841 -2), Phương tiện giao thông đường bộ và động cơ đốt trong - Từ vựng về bộ lọc - Phần 2: Định nghĩa về các đặc tính của bộ lọc và các thành phần của bộ lọc.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 7773-1:2007 (ISO 11841-1). TCVN 7773-2:2007 (ISO 11841-2) và các thuật ngữ, định nghĩa sau:

3.1.

Lưu lượng thử (test flow rate)

Thể tích không khí đi qua ống dẫn thử trong một đơn vị thời gian

CHÚ THÍCH: Trong thực tế, lưu lượng được biểu thị bằng mét khối trên giờ.

3.2.

Tổn thất áp suất (pressure loss)

Độ chênh lệch (hiệu số) giữa các áp suất tĩnh đo được ở đầu dòng (phía trước) và cuối dòng (phía sau) bộ lọc tại một lưu lượng quy định.

CHÚ THÍCH: Tổn thất áp suất được biểu thị bằng pascals.

3.3.

Chất gây ô nhiễm (contaminant)

Chất thành phần không mong muốn phân tán trong không khí.

3.4.

Nồng độ (concentration)

Số lượng của một chất thành phần phân tán trong một chất khác.

CHÚ THÍCH: Nồng độ của chất gây ô nhiễm thường được biểu thị là nồng độ khối lượng, nghĩa là khối lượng của chất gây ô nhiễm tính bằng miligam trên mét khối không khí. Tuy nhiên, khi chất gây ô nhiễm được đo như một phân số thể tích, nghĩa là thể tích của chất gây ô nhiễm trên thể tích không khí (thường được tính bằng phần triệu) thì cần phải chuyển đổi thể tích chất gây ô nhiễm thành khối lượng. Các hệ số chuyển đổi được cho trong Phụ lục D.

3.5.

Không khí để pha loãng (influent air)

Không khí sạch được sử dụng để pha loãng các chất gây ô nhiễm và tạo ra khí cần kiểm tra (xử lý).

3.6.

Khí cần kiểm tra (xử lý) (challenge gas)

Hỗn hợp đồng tính của không khí để pha loãng và chất gây ô nhiễm cần được dùng để kiểm tra (xử lý) bởi bộ lọc.

3.7.

Nồng độ của khí cần kiểm tra (xử lý) (challenge gas concentration)

Tỷ số giữa khối lượng (hoặc thể tích) của chất gây ô nhiễm được thử và thể tích của không khí để pha loãng được đo trong các điều kiện quy định.

CHÚ THÍCH: Nồng độ chất gây ô nhiễm thường được biểu thị là nồng độ khối lượng, nghĩa là khối lượng của chất gây ô nhiễm tính bằng miligam trên mét khối không khí. Tuy nhiên, khi chất gây ô nhiễm được đo như một phân số thể tích, nghĩa là thể tích của chất gây ô nhiễm trên thể tích không khí (thường tính bằng phần triệu) thì cần phải chuyển đổi thể tích chất gây ô nhiễm thành khối lượng. Các hệ số chuyển đổi được cho trong Phụ lục D.

3.8.

Khối lượng chất gây ô nhiễm thử nghiệm (test contaminant mass)

m_t

Tổng khối lượng của chất gây ô nhiễm dùng cho thử nghiệm đối tiếp với bộ lọc.

CHÚ THÍCH: Khối lượng chất gây ô nhiễm thử nghiệm được biểu thị bằng miligam.

3.9.

Nồng độ khí cần xử lý ở đầu dòng (influent concentration)

C₁

Nồng độ khí cần xử lý đồng tính được đo ở trước bộ lọc (đầu dòng).

CHÚ THÍCH: Nồng độ chất gây ô nhiễm thường được biểu thị là nồng độ khối lượng, nghĩa là khối lượng của chất gây ô nhiễm tính bằng miligam trên mét khối không khí. Tuy nhiên, khi chất gây ô nhiễm được đo như một phân số thể tích, nghĩa là thể tích của chất gây ô nhiễm trên thể tích không khí (thường tính bằng phần triệu) thì cần phải chuyển đổi thể tích chất gây ô nhiễm thành khối lượng. Các hệ số chuyển đổi được cho trong Phụ lục D.

3.10.

Nồng độ khí cần xử lý ở cuối dòng (effluent concentration)

C₂

Nồng độ khí cần xử lý đồng tính được đo ở phía sau bộ lọc (cuối dòng).

CHÚ THÍCH: Nồng độ chất gây ô nhiễm thường được biểu thị là nồng độ khối lượng, nghĩa là khối lượng của chất gây ô nhiễm tính bằng miligam trên mét khối không khí. Tuy nhiên, khi chất gây ô nhiễm được đo như một phân số thể tích, nghĩa là thể tích của chất gây ô nhiễm trên thể tích không khí (thường tính bằng phần triệu) thì cần phải chuyển đổi thể tích chất gây ô nhiễm thành khối lượng. Các hệ số chuyển đổi được cho trong Phụ lục D.

3.11.

Hiệu suất (efficiency)

Tỷ số giữa lượng chất gây ô nhiễm được lấy đi hoặc giảm đi bởi bộ lọc và lượng chất gây ô nhiễm ở trước bộ lọc được tính toán bằng phần trăm:

                                 (1)

trong đó:

E là hiệu suất;

C₁ là nồng độ khí cần kiểm tra (xử lý) ở đầu dòng;

C₂ là nồng độ khí cần kiểm tra (xử lý) ở cuối dòng.

3.11.1.

Hiệu suất 1 min (1 min efficiency)

Hiệu suất được đo ở thời điểm 1 min sau thời điểm "không" t₀

3.11.2.

Hiệu suất 2 min (2 min efficiency)

Hiệu suất được đo ở thời điểm 2 min sau thời điểm "không", t₀

3.11.3.

Hiệu suất 5 min (5 min efficiency)

Hiệu suất được đo ở thời điểm 5 min sau thời điểm "không", t₀

3.12.

Thời điểm "không" (time zero)

t₀

Điểm "không" tính toán dựa trên dạng đường cong chuyển tiếp của sự xuyên qua bộ lọc của khí cần kiểm tra (xử lý) đối với thời gian.

CHÚ THÍCH 1: Xem Điều 8 và Phụ lục B.

CHÚ THÍCH 2: Một khi có được đường cong này thì có thể tìm được điểm t₀ bằng tính toán. Tất cả các dữ liệu về hiệu suất hoặc các dữ liệu về độ xâm nhập được tính toán từ t₀.

3.13.

Thời điểm bắt đầu của thời gian thử (start of test time)

t_start

Thời gian tại đó khí cần kiểm tra (xử lý) được đưa vào hệ thống thử nghiệm.

3.14.

Thời gian trễ (lag time)

t_lag

Độ chênh lệch thời gian giữa t_start và t₀.

CHÚ THÍCH: Xem Phụ lục B.

3.15.

Thời điểm kết thúc của thời gian thử (end of test time)

t_f

Thời gian tại đó đạt được hiệu suất quy định của người sử dụng (điển hình là 5 %) hoặc đạt tới thời gian quy định của người sử dụng.

3.16.

Tổng thời gian thử (total test time)

Khoảng thời gian mà bộ lọc được tiếp xúc với khí cần xử lý, bắt đầu tại t₀.

3.17.

Dung lượng (capacity)

m_c

Khối lượng của chất gây ô nhiễm được bộ lọc lấy đi từ dòng khí cần kiểm tra (xử lý) trong tổng thời gian thử.

CHÚ THÍCH: Dung lượng thường được biểu thị bằng miligam.

3.18.

Sự nhả hấp (desorption)

Sự tách các chất gây ô nhiễm được giữ lại trước đây ra khỏi một bộ lọc thử.

4. Độ chính xác đo

4.1. Lưu lượng

Thiết bị đo phải được hiệu chuẩn so với các khí cần xử lý hoặc các khí gây ô nhiễm. Độ chính xác của thiết bị phải ở trong khoảng ± 3 % giá trị quy định.

4.2. Áp suất

Độ chính xác của áp suất chênh phải ở trong khoảng ± 2 % giá trị đo được.

4.3. Nhiệt độ

Nhiệt độ phải được giám sát trong phạm vi độ chính xác ± 0,5 °C.

4.4. Độ ẩm tương đối

Độ ẩm tương đối phải được giám sát trong khoảng ± 2 % giá trị quy định.

4.5. Khí cần kiểm tra (xử lý)

Độ chính xác đo khí cần kiểm tra (xử lý) đối với n-butan, toluen và SO₂ phải là ± 3 % của giá trị đo được.

5. Điều kiện chung

5.1. Thuần hóa khí cần kiểm tra (xử lý)

Nhiệt độ của khí cần kiểm tra (xử lý) phải là (23 ± 3) °C và độ ẩm tương đối phải là (50 ± 2) %.

5.2. Làm sạch không khí để pha loãng

Hàm lượng của các chất gây ô nhiễm hữu cơ trong không khí để pha loãng không được vượt quá đương lượng của một phân số thể tích 2 x 10^-6 của tổng hydrocacbon. Nên dùng sự lọc bụi trong không khí có hiệu suất cao (HEPA) (xem EN 779) để lấy các chất gây ô nhiễm dạng hạt.

5.3. Độ ổn định của nồng độ khí cần kiểm tra (xử lý)

Nồng độ khí cần kiểm tra (xử lý) ở đầu dòng phải được duy trì trong khoảng ± 3 % nồng độ tại điểm chỉnh đặt đối với khoảng thời gian thử.

6. Chất gây ô nhiễm để thử nghiệm

6.1. Chất gây ô nhiễm bắt buộc

Các chất gây ô nhiễm bắt buộc để thử nghiệm cần được lựa chọn vì sự hiện diện của chúng ở các mức độ cao có nghĩa là chất lượng của không khí xấu đi hoặc chúng cung cấp các chỉ dẫn có ích về đặc tính của một số kiểu hệ thống làm sạch. Các chất gây ô nhiễm bắt buộc, độ tinh khiết và nồng độ của chúng được quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 - Chất gây ô nhiễm để thử nghiệm

6.2. Chất gây ô nhiễm tùy chọn

Tiến hành các thử nghiệm với chất gây ô nhiễm tùy chọn theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất. Các chất gây ô nhiễm được khuyến nghị sử dụng, độ tinh khiết và nồng độ của chúng được cho trong Bảng 2.

Bảng 2 - Chất gây ô nhiễm tùy chọn để thử nghiệm

6.3. Chất gây ô nhiễm khác

Xem Phụ lục D đối với các chất gây ô nhiễm khác. Cũng có thể quan tâm đến việc sử dụng các khí khác cho các ứng dụng chuyên dùng. Các khí được quan tâm sử dụng phải có sự thỏa thuận giữa khách hàng và nhà sản xuất.

7. Thiết bị thử

7.1. Sự bố trí chung

Giá thử phải đáp ứng các yêu cầu cho trong 7.2 đến 7.7. Một ví dụ về cấu hình của giá thử được giới thiệu trong Phụ lục A. Tất cả các chi tiết của hệ thống tiếp xúc với khí cần xử lý phải được lựa chọn và thiết kế sao cho có độ bền hóa học và các sai số do ảnh hưởng của sự nhả hấp đến các bề mặt của chi tiết là tối thiểu. Giá thử phải bao gồm thiết bị hoặc khí cụ để điều hòa sự cung cấp không khí, đo lưu lượng, đo sự sụt áp, phun chất gây ô nhiễm, lấy mẫu và phân tích mẫu.

Giá/thiết bị thử nên được ưu tiên vận hành ở chế độ dưới áp suất theo khí áp kế, nghĩa là có quạt gió được đặt phía sau (cuối dòng) bộ lọc thử. Cấu hình này ngăn ngừa được sự xâm nhập của khí cần xử lý vào môi trường xung quanh trong trường hợp thiết bị có rò rỉ. Hơn nữa, các sai số hệ thống do khí cần xử lý tiếp xúc với thiết bị quạt được loại trừ. Mặc dù sự vận hành ở chế độ dưới áp suất theo khí áp kế được ưu tiên sử dụng vì các lý do đã nêu trên, có thể chấp nhận một hệ thống vận hành ở chế độ áp suất dương đáp ứng các yêu cầu của 7.2 đến 7.7.

7.2. Đặc tính của giá thử

Giá thử phải được phê duyệt như một phần của toàn bộ hệ thống thử nghiệm (giá thử và các thiết bị gắn liền) như đã nêu trong Điều 11. Phải được thực hiện việc phê duyệt khi có sự thay đổi đáng kể của các điều kiện thử (ví dụ, lưu lượng) hoặc cấu hình của giá thử (ví dụ, sự hòa trộn hoặc đồ gá). Các dụng cụ đo cho thử nghiệm phải được hiệu chuẩn phù hợp với tần suất và quy trình kỹ thuật của nhà sản xuất.

7.3. Sự cung cấp không khí

Không khí để pha loãng phải được điều hòa và làm sạch phù hợp với 5.1 và 5.2. Hệ thống phải chứng minh được khả năng duy trì các điều kiện này trong thời gian yêu cầu để hoàn thành việc đánh giá bộ lọc. Hệ thống phải có khả năng cung cấp và duy trì lưu lượng quy định của người sử dụng.

7.4. Ống dẫn thử

Thông thường ống dẫn thử phải được thiết kế sao cho sự nhả hấp các chất gây ô nhiễm để thử nghiệm trên các bề mặt của giá thử là tối thiểu, ống dẫn thử phải được thiết kế để cung cấp đều khí cần xử lý cho toàn bộ bề mặt của bộ lọc. Các tấm đục lỗ, các bộ trơn tĩnh hoặc các tấm hướng dòng có thể đáp ứng cho yêu cầu này. Sự hòa trộn của chất gây ô nhiễm được phun trong thử nghiệm với không khí pha loãng phải được đặc biệt chú ý và có sự phê duyệt. Nói chung, ống dẫn tương tự như ống dẫn được mô tả trong TCVN 8527-1:2010 (ISO/TS 11155-1) (đối với hạt bụi) có thể được sử dụng để đáp ứng các điều kiện kỹ thuật này. Tuy nhiên, các chi tiết thiết kế của các ống dẫn này theo TCVN. 8527-1:2010 (ISO/TS 11155-1) chỉ dành riêng cho vận chuyển và đo các hạt bụi và không đề cập đến việc vận chuyển và đo các khí, cho nên việc sử dụng chúng là không bắt buộc đối với thiết bị thử.

7.5. Sự tạo ra và cung cấp chất gây ô nhiễm

Các chất gây ô nhiễm để thử là các khí phù hợp với điều kiện thử có thể được cung cấp trực tiếp cho ống dẫn.

Các chất gây ô nhiễm để thử là các chất lỏng phù hợp với điều kiện thử (ví dụ, toluen) phải được hóa hơi trước khi phun vào ống dẫn. Yêu cầu này có thể được thực hiện bằng cách đốt nóng hoặc cung cấp năng lượng bởi siêu âm hoặc các phương tiện khác. Cũng có thể áp dụng các yêu cầu về nhiệt độ cho trong 5.1 trong trường hợp đặc biệt này. Hơn nữa, phải tránh sự ngưng tụ của các chất gây ô nhiễm bằng các biện pháp thích hợp (ví dụ, đốt nóng, thiết kế ống dẫn), đặc biệt là trong vùng lân cận của khu vực phun chất gây ô nhiễm.

Các chất gây ô nhiễm để thử được tạo ra thông qua phản ứng hóa học (ví dụ, NO₂) phải được tiến hành trong một buồng riêng và sau đó được phun vào ống dẫn để bảo đảm độ tinh khiết về hóa học yêu cầu của chất gây ô nhiễm.

7.6. Lấy mẫu và phân tích khí cần xử lý

Khí cần xử lý được lấy mẫu ở phía trước (đầu dòng) và phía sau (cuối dòng) của bộ lọc thử. Việc bố trí các cửa lấy mẫu phải đưa ra được các mẫu đại diện. Yêu cầu này phải được phê duyệt phù hợp với Điều 11. Phải trích ra một phân dòng xác định của khí cần xử lý từ ống dẫn thử bằng cách nên ưu tiên chọn dòng khí được điều khiển độc lập đến máy phân tích khí.

Tần suất lấy mẫu nên thích hợp để có thể tạo ra đường cong hiệu suất có ý nghĩa. Hướng dẫn ban đầu về tần suất lấy mẫu là cứ 10 s lấy mẫu một lần hoặc là thường xuyên hơn nếu có thể theo yêu cầu của máy phân tích được sử dụng. Đối với các phép thử kéo dài, có thể chấp nhận tần suất lấy mẫu dài hơn với điều kiện là đường cong hiệu suất được xác định một cách thích hợp.

7.7. Các thành phần của thiết bị thử

7.7.1. Bộ giám sát lưu lượng

Các dụng cụ đo phải được hiệu chuẩn đối với các khí thử và độ chính xác được quy định trong 4.1.

7.7.2. Bộ giám sát áp suất

Áp suất chênh phải được đo bằng cảm biến áp suất có độ chính xác cao hoặc cảm biến áp suất điện từ được hiệu chuẩn tới độ chính xác quy định trong 4.2.

7.7.3. Nhiệt kế

Nhiệt độ phải được giám sát tới độ chính quy định trong 4.3.

7.7.4. Ẩm kế

Độ ẩm tương đối phải được giám sát tới độ chính xác quy định trong 4.4.

7.7.5. Ghi dữ liệu

Dữ liệu về nhiệt độ, áp suất theo khí áp kế và độ chênh áp, và độ ẩm tương đối phải được ghi lại theo định kỳ trong quá trình thử.

7.7.6. Máy phân tích khí

Máy phân tích khí phải đáp ứng toàn bộ phạm vi các giá trị nồng độ quy định riêng cho khí cần xử lý tương ứng. Phải bảo đảm giới hạn phát hiện 2 % nồng độ ở đầu dòng. Chức năng hiệu chuẩn phải được xác định trên toàn bộ phạm vi các giá trị nồng độ đối với mỗi khí gây ô nhiễm. Phải đo nồng độ tới độ chính xác quy định trong 4.5. Tỷ số tín hiệu - tiếng ồn (S/N) của máy phân tích phải vượt quá 3.

Tần suất lấy mẫu của một máy phân tích khí 10 s một lần hoặc phải thích hợp để tạo ra đường cong hiệu suất có ý nghĩa. Nồng độ của khí cần xử lý ở cuối dòng bộ lọc C₂ phải được lấy mẫu ở tần suất này. Đối với các cấu hình có sự thay đổi ở mức thấp đối với nồng độ ở cuối dòng thì tần suất lấy mẫu có thể giảm xuống tới 1 min với điều kiện là sự thay đổi nồng độ ở cuối dòng đáp ứng độ chính xác yêu cầu trong chu kỳ tương ứng. Yêu cầu này áp dụng cho chu kỳ khi nồng độ ở cuối dòng thấp hơn giới hạn phát hiện của máy phân tích. Tần suất lấy mẫu phải được tăng lên sớm hơn so với giá trị 10 s (hoặc thường xuyên hơn) sao cho có thể ghi lại một cách đầy đủ sự tăng lên của nồng độ ở cuối dòng tại tần suất lấy mẫu cao hơn này. Chu kỳ có tần suất lấy mẫu giảm phải được xác định trong một lần chạy thử riêng từ trước.

8. Xác định t0 bằng thực nghiệm, khi sử dụng tlag

Việc xác định t₀ bằng thực nghiệm được thực hiện theo quy trình dưới đây:

a) ổn định tốc độ cung cấp chất gây ô nhiễm để thử nghiệm và lưu lượng không khí để pha loãng;

b) chuyển chất gây ô nhiễm để thử tới ống dẫn khí xả;

c) lắp giá giữ bộ lọc thử khi không có bộ lọc thử vào ống dẫn thử;

d) cho phép dụng cụ đo trở về số đọc nồng độ “không’’;

e) chuyển chất gây ô nhiễm để thử vào giá thử (t_start);

f) ghi lại nồng độ khí với tần suất lấy mẫu thường xuyên nhất mà dụng cụ đo cho phép. Ít nhất phải lấy từ ba tới năm mẫu thử trong quá trình tăng nồng độ từ "không" đến giá trị lớn nhất của nó;

g) cho phép nồng độ của chất gây ô nhiễm để thử đạt tới nồng độ lớn nhất;

h) chuyển chất gây ô nhiễm để thử trở về ống dẫn khí xả. Hoàn thành được một lần đo;

i) tính toán độ dốc của đường cong nồng độ chất gây ô nhiễm để thử ở 50 % nồng độ lớn nhất (xem Phụ lục B);

j) tính toán t₀ và t_lag (xem Phụ lục B);

k) thực hiện nhiều lần đo trong cùng một điều kiện để tăng độ chính xác;

l) đối với các thử nghiệm đặc tính của khí trong tương lai, sử dụng t_lag để xác định khoảng thời gian giữa t_start và t₀. Phải xác định các thời gian xuyên qua bộ lọc từ t₀. Số đọc theo phần triệu đối với phép thử không thể là “không” tại t₀.

9. Chuẩn bị bộ lọc/phần tử lọc để thử nghiệm

Sấy khô bộ lọc thử tới khi khối lượng của nó đã ổn định tới 2 % giá trị đo được. Thuần hóa trước bộ lọc sạch, chưa qua sử dụng ở độ ẩm tương đối 50 % và nhiệt độ 23 °C trong thời gian ít nhất là 14 h trong một môi trường có khí hậu được kiểm soát. Sau đó đặt bộ lọc thử trong giá thử đã được cung cấp không khí sạch, được điều hòa sơ bộ trong thời gian ít nhất là 1,5 min. Lưu lượng nên là lưu lượng thử nghiệm.

10. Phương pháp thử

10.1. Mục đích

Mục đích của các phép thử này là xác định hiệu suất lọc, dung lượng, đặc tính nhả hấp (tùy chọn) và sức cản dòng chảy của các bộ lọc để lọc các khí và hơi nước khi sử dụng thiết bị được quy định trong Điều 7. Hệ thống phải được phê duyệt (xem Điều 11) trước khi thử nghiệm các bộ lọc bằng các phương pháp này.

10.2. Tổn thất của áp suất không khí

Phép thử này được sử dụng để xác định đặc tính của dòng chảy của một bộ lọc sạch trong không khí sạch và đặc biệt là lưu lượng, đường cong tổn thất của áp suất không khí bằng cách đo tổn thất của áp suất không khí ở 25 %, 50 %, 75 % và 100 % lưu lượng danh định của bộ lọc. Phép thử tổn thất của áp suất không khí phải được thực hiện phù hợp với TCVN 8527-1:2010 (ISO/TS 11155-1).

10.3. Chuẩn bị các khí cần xử lý

Phải chuẩn bị các khí cần xử lý bằng cách đưa khí gây ô nhiễm hoặc hơi nước vào một dòng không khí sạch để pha loãng khi sử dụng các thiết bị đo và điều chỉnh để bảo đảm rằng nồng độ và tổng lưu lượng của khí cần xử lý ở nồng độ đồng đều, độ tinh khiết và lưu lượng danh định yêu cầu của bộ lọc.

10.4. Xác định hiệu suất/độ xuyên qua

10.4.1. Yêu cầu chung

Mục đích của phép thử này là xác định khả năng lọc chất gây ô nhiễm của bộ lọc thử. Phép thử được tiến hành với lưu lượng không khí và nồng độ của chất gây ô nhiễm để thử không đổi phù hợp với Điều 6.

10.4.2. Đo hiệu suất

Các phép đo hiệu suất phải được thực hiện trên các bộ lọc mới, được thuần hóa trước phù hợp với Điều 9. Các bộ lọc cần được thử với các chất gây ô nhiễm để thử ở nồng độ thử trong các điều kiện lưu lượng, nhiệt độ và độ ẩm quy định. Phải tiếp tục phép thử tới khi nồng độ của dòng khí cần xử lý ở cuối dòng đo được bằng 95 % nồng độ của dòng khí cần xử lý ở đầu dòng đo được hoặc tới khi đã trôi qua một khoảng thời gian xác định trước đã quy định.

10.4.3. Quy trình thử hiệu suất

Tiến hành thử hiệu suất theo quy trình dưới đây:

a) Lắp bộ lọc đã được thuần hóa trên giá thử, xác lập lưu lượng quy định và đo nhiệt độ và độ ẩm tương đối;

b) Phun liên tục lượng chất gây ô nhiễm cần thiết để xác lập và duy trì nồng độ yêu cầu của khí cần xử lý và đưa khí cần xử lý tới bộ lọc để bắt đầu thử. Ghi lại thời gian bắt đầu thử.

c) Đo nồng độ lúc ban đầu của khí cần xử lý ở đầu dòng và sau đó giám sát nồng độ của khí cần xử lý này;

d) Đo nồng độ của khí cần xử lý ở cuối dòng ở các khoảng thời gian yêu cầu phù hợp với 7.7.6;

e) Tiếp tục các phép đo nồng độ tới khi nồng độ của khí cần xử lý ở cuối dòng bằng một tỷ lệ phần trăm xác định trước của khí cần xử lý ở đầu dòng (điển hình là 95 %) hoặc tới khi đã qua một khoảng thời gian xác định trước. Ghi lại thời gian kết thúc thử nghiệm;

f) Lúc kết thúc thử nghiệm, dừng phun chất gây ô nhiễm và dòng không khí qua bộ lọc thử;

g) Tính toán hiệu suất (hoặc độ xâm nhập) từ các dữ liệu về nồng độ.

10.5. Xác định dung lượng

Dung lượng của bộ lọc được tính toán bằng cách lấy tích phân đường cong hiệu suất trên thời gian thử (xem Phụ lục C).

10.6. Dữ liệu và sự phân tích

Các dữ liệu được ghi lại bằng số và phải được trình bày dưới dạng biểu đồ và bảng. Các số chưa qua xử lý nên được trình bày sao cho có thể sử dụng một quy trình tiêu chuẩn hóa để hiệu chỉnh các sai khác so với các điều kiện tiêu chuẩn nếu cần thiết.

10.7. Xác định sự nhả hấp (tùy chọn)

Sau khi hoàn thành phép thử độ xuyên qua bộ lọc phù hợp với 10.4 dừng phun chất gây ô nhiễm để thử xác nhận rằng nồng độ chất gây ô nhiễm để thử ở đầu dòng nhỏ hơn 5 % nồng độ của khí cần xử lý tại điểm chỉnh đặt.

Giám sát nồng độ của khí cần xử lý ở cuối dòng như một hàm số của thời gian tới khi nồng độ giảm xuống dưới 5 % nồng độ của khí cần xử lý tại điểm chỉnh đặt.

11. Sự phê duyệt hệ thống

11.1. Độ đồng đều của dòng không khí

Độ đồng đều của dòng không khí phải phù hợp với TCVN 8527-1:2010 (ISO 11155-1).

11.2. Kiểm tra xác nhận tính ổn định của khí cần xử lý (không có bộ lọc thử)

Phép thử kiểm tra xác nhận này được thực hiện nhằm mục đích bảo đảm rằng nồng độ ổn định của khí sẽ được duy trì qua bề mặt bộ lọc và kiểm tra bảo đảm rằng sự nhả hấp tối thiểu của khí xảy ra trong vùng lân cận của giá giữ bộ lọc. Nếu tiến hành ở cả lưu lượng lớn nhất và lưu lượng nhỏ nhất sẽ được sử dụng cho giá thử. Ngoài ra, nên tiến hành ở cả nồng độ quy định của chất gây ô nhiễm để thử và ở 10 % nồng độ quy định của chất gây ô nhiễm để thử.

a) xác lập lưu lượng, nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí thử đi qua giá thử khi không lắp bộ lọc thử;

b) bắt đầu phun chất gây ô nhiễm để thử ở nồng độ yêu cầu;

c) phải lấy các số đọc nồng độ khi tại năm vị trí trong lỗ của thân bộ lọc. Trong thân bộ lọc nên lấy một số đọc ở tâm lỗ và bốn số đọc khác ở giữa điểm tâm và cạnh của lỗ và cách nhau 90° (xem Hình 1). Đầu dò lấy mẫu phải được định vị trong cùng một mặt phẳng với bộ lọc. Phải lấy ít nhất là ba số đọc nồng độ khí tại mỗi vị trí lấy mẫu và các số đọc nồng độ phải được lấy giá trị trung bình.

d) so sánh năm nồng độ trung bình ở đầu dòng và cuối dòng. Các giá trị trung bình này có sai lệch so với nhau trong khoảng 5 %.

CHÚ DẪN:

1          lỗ của thân bộ lọc

2          vùng bên trong của thân bộ lọc

3          vị trí lấy mẫu ở tâm

4          các vị trí lấy mẫu ở ngoài tâm

Hình 1 - Các vị trí để đo các nồng độ của khí cần xử lý

12. Báo cáo thử

Báo cáo thử phải bao gồm ít nhất là các thông tin sau:

a) dữ liệu chung:

1) ngày thử;

2) phòng thử nghiệm và tên của kỹ thuật viên thực hiện phép thử;

3) phương pháp thử và mô tả chi tiết nếu có bất cứ sai lệch nào so với phương pháp thử tiêu chuẩn;

4) xác định rõ ràng bộ lọc thử;

5) diện tích bề mặt mẫu thử, tính bằng centimét vuông, và chiều sâu của bộ lọc thử, tính bằng centimét;

6) điều kiện của không khí thử, tính bằng độ celsius, và tỷ lệ phần trăm của độ ẩm tương đối (RH);

7) lưu lượng, tính bằng mét khối trên giờ;

8) chất gây ô nhiễm (bắt buộc; bắt buộc cộng với tùy chọn, và/hoặc các khí khác), nghĩa là loại khí và nồng độ theo khối lượng;

9) sự thuần hóa trước đối với bộ lọc thử;

10) áp suất theo khí áp kế và áp suất của hệ thống ở đầu dòng của bộ lọc và ở lưu lượng kế;

b) các kết quả thử:

1) tổn thất áp suất, tính bằng pascals, ở lưu lượng thử;

2) đường cong nhả hấp khi sử dụng hiệu suất [xem Công thức (1)] đối với thời gian, tính bằng phút;

3) hiệu suất, tính bằng tỷ lệ phần trăm, được đo tại thời gian t sau t₀ (xem Phụ lục B) hoặc được xác định bởi khách hàng; Các thời gian tối thiểu của các giá trị đo hiệu suất tính bằng tỷ lệ phần trăm nên là:

- n-butan: 1 min;

- toluen: 2 min;

- SO₂: 5 min.

4) dung lượng nhả hấp (lấy tích phân diện tích dưới đường cong theo hiệu suất quy định tính bằng tỷ lệ phần trăm hoặc thời gian thử được xác định trước), tính bằng miligam;

5) dữ liệu nhả hấp, nếu có yêu cầu.

PHỤ LỤC A

(quy định)

Cấu hình của giá thử

Hình A.1 Giới thiệu một cấu hình của giá thử điển hình.

CHÚ DẪN

Hình A.1 - Cấu hình của giá thử

PHỤ LỤC B

(quy định)

Định nghĩa chi tiết và tính toán t₀ và t_lag

Thời gian trễ t_lag là thời gian mà hệ thống thử nghiệm cần dùng để phát hiện ra khí cần xử lý ở nồng độ lớn nhất cần xử lý không có bộ lọc thử trong hệ thống; t_lag phụ thuộc vào cấu hình thực của giá thử, lưu lượng không khí, khí cần xử lý và nồng độ của khí cần xử lý.

Vì những sự khác biệt này, thời điểm bắt đầu của thời gian thử, t_start, không thể được sử dụng một cách đơn giản để tính toán hiệu suất hoặc độ xuyên qua. Thời điểm, t₀, phải được xác định cho mỗi nồng độ và lưu lượng của chất gây ô nhiễm để thử và được sử dụng để tiêu chuẩn hóa những sự khác biệt trong cấu hình của giá thử, loại chất gây ô nhiễm và điều kiện thử. t_lag được sử dụng để tính thời gian t₀ cho các thử nghiệm đặc tính của khí trong tương lai, các thử nghiệm này xác định các giá trị của hiệu suất hoặc độ xuyên qua ở các thời gian 1 min, 2 min hoặc 5 min.

Cần có một phương pháp tiêu chuẩn để tính t_lag và t₀. Xác định độ dốc tại điểm có độ xuyên qua 50 % và vẽ một đường thẳng qua điểm có độ dốc này tới đường thẳng có độ xuyên qua 100 %. Giao điểm của hai đường thẳng này xác định thời gian được định nghĩa là t₀. Hiệu số giữa t_start và t₀ tính toán được sẽ cho t_lag.

Phương pháp phát hiện ra khí có thể xác định nồng độ của khí ít nhất là từ ba đến năm lần trong quá trình tăng mức nồng độ từ "không" tới giá trị lớn nhất của nó khi không lắp bộ lọc trong giá thử.

Phải sử dụng quy trình sau để tính t₀.

a) vẽ các điểm của đường cong độ xuyên qua đối với thời gian với một hàm số spline hoặc akima để tạo ra một đường cong liên tục;

b) tính toán độ dốc a của đường cong này ở mức nồng độ lớn nhất của khí cần xử lý ở cuối dòng 50 %;

c) tại thời điểm 50 % vẽ một đường thẳng có độ dốc a tiếp tuyến với đường cong nồng độ của khí;

d) thời gian tại giao điểm của đường thẳng và mức nồng độ lớn nhất 100 % là t₀ được tính theo công thức (B.1)

                              (B.1)

trong đó:

r₀ là nồng độ lớn nhất đo được của khí cần xử lý ở cuối dòng;

a là độ dốc của đường cong có tiếp tuyến được nội suy ở 50 % của r₀;

t₅₀ là thời gian tại đó đường cong có tiếp tuyến được nội suy đạt tới 50 % của r₀.

Xác định t_lag theo công thức (B.2)

t_lag = t₀ - t_start                                           (B 2)

Đối với một phép đo khí mới có cùng một lưu lượng thể tích và các chỉnh đặt lấy mẫu, phải tính toán t₀ theo công thức (B.3)

t₀ = t_start             - t_lag                                          (B. 3)

Xem Hình B.1

CHÚ DẪN

X          thời gian, tính bằng giây;

Y          nồng độ chất gây ô nhiễm để thử so với nồng độ lớn nhất, tính bằng phần trăm;

1          bộ phát hiện khí được khởi động;

2          khởi động chất gây ô nhiễm để thử ở t_start = 5,0 s;

3          tiếp tuyến ở nồng độ chất gây ô nhiễm để thử 50 % so với nồng độ lớn nhất; t₅₀ = 26,0 s; độ dốc ở t₅₀ = 6,25 s;

4          giao điểm của tiếp tuyến và nồng độ chất gây ô nhiễm để thử 100 % so với nồng độ lớn nhất;

5         

6          t_lag = t₀ - t_start = 34,0 s - 5,0 s = 29 s

Hình B.1 - Ví dụ về đường cong độ xuyên qua để xác định t₀ và t_lag

Như vậy đối với tất cả các phép thử đối với khí trong tương lai, t₀ có thể là 34 s sau khi bật (mở) khí cần xử lý. Có thể sử dụng điểm “không“ (zero) về thời gian này để tính toán độ xuyên qua ở các khoảng thời gian 1 min, 2 min và 5 min sau thời điểm t_0. Vì đây là một giá trị tính toán cho nên nồng độ đo được của chất gây ô nhiễm để thử sẽ không bằng “không“ tại t₀ tính toán.

PHỤ LỤC C

(Quy định)

Xác định dung lượng

Hình C.1 giới thiệu một ví dụ về biểu đồ của hiệu suất đối với thời gian dùng cho phép thử bộ lọc trong đó t₀ là điểm bắt đầu của thời gian thử và t_f là điểm kết thúc của thời gian thử. Sự kết thúc xác định trước của hiệu suất chất gây ô nhiễm để thử được chỉ ra bởi đường nét đứt t_a 5 %. Cũng có thể sử dụng giới hạn thời gian được xác định trước để xác định t_f. Vùng A ở bên dưới đường cong và bên trái t_f biểu thị tổng lượng chất gây ô nhiễm được lấy đi bởi bộ lọc trong khoảng thời gian thử. Vùng B ở phía trên đường cong và bên trái t_f biểu thị tổng lượng chất gây ô nhiễm xâm nhập vào bộ lọc trong khoảng thời gian thử. Tổng của hai diện tích này (A+B) biểu thị tổng lượng chất gây ô nhiễm tiếp xúc với bộ lọc trong khoảng thời gian thử.

CHÚ DẪN:

X          thời gian, tính bằng giây;

Y          nồng độ so với nồng độ lớn nhất, tính bằng phần trăm;

A          vùng khí được giữ lại;

B          vùng khí xâm nhập;

1          thời gian bắt đầu t₀ = 5 min;

2          điều kiện kết thúc (nồng độ 5 % so với nồng độ lớn nhất);

3          thời gian kết thúc t_f = 25 min, được xác định bởi giao tuyến của đường cong nồng độ và đường thẳng của điều kiện kết thúc.

Hình C.1 - Ví dụ về xác định dung lượng

Giả thử không khí để pha loãng là không đổi, có thể tính toán dung lượng của bộ lọc m_C theo công thức (C.1) bởi diện tích có liên quan A và các diện tích (A+B) với tổng khối lượng của chất gây ô nhiễm m_T tiếp xúc với bộ lọc, được xác định bằng cách nhân đôi tốc độ cấp chất gây ô nhiễm với thời gian thử:

                                     (C.1)

PHỤ LỤC D

(Tham khảo)

Chuyển đổi các đơn vị nồng độ chất gây ô nhiễm để thử nghiệm

Các hệ số chuyển đổi dùng cho chất gây ô nhiễm bắt buộc và tùy chọn để thử được cho trong Bảng D.1.

Công thức (D.1) được dùng để xác định hệ số chuyển đổi. F, để chuyển đổi một phân số thể tích, được biểu thị bằng phần triệu thành một nồng độ theo khối lượng, được biểu thị bằng miligam trên mét khối:

                                       (D.1)

trong đó:

M         là khối lượng phân tử gam, tính bằng gam trên mol;

R          là hằng số khi phân tử gam bằng 8.314 J/mol/K;

p          là áp suất, tính bằng hectopascals;

T          là nhiệt độ, tính bằng độ Kelvin.

Bảng D.1 - Các khí thông thường để thử và các hệ số chuyển đổi ở T = 23 °C và p = 1013 hPa

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 8113-1:2009 (ISO 5167-1), Đo dòng lưu chất bằng thiết bị chênh áp gắn vào ống dẫn có mặt cắt ngang tròn chảy đầy - Phần 1: Nguyên lý và yêu cầu chung.

[2] ISO 5011, Inlet air cleaning aquipment for internal combustion angines and compressors - Performance testing (Thiết bị làm sạch không khí nạp dùng cho động cơ đốt trong và máy nén khí - Thử vận hành).

[3] ISO 12103-1, Road vehicles - Test dust for filter evaluation - Part 1: Arizona test dust (Phương tiện giao thông đường bộ - Bụi thử để đánh giá bộ lọc - Phần 1: Bụi thử Arizona).

[4] EN 779, Particulate air filters for general ventilation - Determination of the filtration performance (Bộ lọc bụi của không khí cho thông gió chung - Xác định đặc tính lọc).

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Độ chính xác đo

5. Điều kiện chung

6. Chất gây ô nhiễm để thử nghiệm

7. Thiết bị thử

8. Xác định t_o bằng thực nghiệm, khi sử dụng t_lag

9. Chuẩn bị bộ lọc/phần tử lọc để thử nghiệm

10. Phương pháp thử

11. Sự phê duyệt hệ thống

12. Báo cáo thử

Phụ lục A - cấu hình của giá thử

Phụ lục B - Định nghĩa chi tiết và tính toán t_o và t_lag

Phụ lục C - Xác định dung lượng

Phụ lục D - Chuyển đổi các đơn vị nồng độ chất gây ô nhiễm để thử nghiệm

Thư mục tài liệu tham khảo