DIN 71460-2:2020
Транспорт дорожный. Воздушные фильтры для пассажирских салонов. Часть 2. Испытание на фильтрацию газов.
- Стандартный №
- DIN 71460-2:2020
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- German Institute for Standardization
- состояние
- быть заменен
- DIN 71460-2:2020-10
- Последняя версия
- DIN 71460-2:2020-10
- сфера применения
-
Обзор стандарта DIN 71460-2 и техническая база
DIN 71460-2:2020 — это стандарт, опубликованный Немецким институтом стандартизации (DIN) для дорожных транспортных средств. Фильтры для очистки воздуха в салоне автомобиля. Часть 2. Испытание на фильтрацию газа. Официально выпущенный в октябре 2020 года, этот стандарт, классифицируемый как ICS 43.040.60, специально устанавливает унифицированные спецификации для испытания эффективности адсорбции газа салонными воздушными фильтрами. В связи с растущими требованиями к качеству воздуха в помещениях транспортных средств этот стандарт обеспечивает научную основу для оценки эффективности фильтров с активированным углем и других химических фильтров.
Основные принципы и методология испытаний
Этот стандарт оценивает эффективность фильтра на основе принципа динамического испытания на адсорбцию газа путем измерения эффективности удаления фильтра для определенного газа. Во время испытания фильтр работает при постоянном расходе и концентрации испытательного газа, а эффективность рассчитывается путём мониторинга изменений концентрации газа до и после фильтра. Ключевые параметры испытания включают: концентрацию испытательного газа (80±4 ppmv для н-бутана и толуола), температуру (23±1°C) и относительную влажность (50±2%). В частности, для испытаний н-бутана стандарт рекомендует относительную влажность 40% для более стабильных и воспроизводимых результатов.
Тестовый газ Химическая формула Требования к концентрации Минимальная чистота Коэффициент пересчёта н-бутан C4H10 80±4 ppmv 99,5% 2,39 мг/м³ Толуол C7H8 80±4 ppmv 99,5% 3,79 мг/м³ Сера Диоксид SO2 30±1,5 ppmv 99,5% 2,64 мг/м³ Оксиды азота NOx 30±1,5 ppmv 99,5% 1,89 мг/м³ Требования к испытательному оборудованию и точности
Стандарт предъявляет чрезвычайно строгие требования к точности испытательного оборудования, чтобы обеспечить надежность и сопоставимость результатов испытаний. Испытательная система должна включать в себя оборудование для кондиционирования воздуха, измерения расхода, измерения перепада давления, дозирования тестового газа, крепление фильтра и анализа результатов.
Требования к точности основного измерительного оборудования: погрешность измерения расхода ≤±3%, погрешность измерения дифференциального давления ≤±2% от полной шкалы, погрешность измерения температуры ≤±0,5°C и погрешность измерения относительной влажности ≤±1,5%. Газоанализатор должен обеспечивать измерение во всем диапазоне концентраций тестового газа с пределом обнаружения 1% от рабочей концентрации.
Рекомендуется эксплуатировать испытательную систему под отрицательным давлением, при этом вентилятор должен быть установлен после фильтра. Такая конфигурация предотвращает утечку испытательного газа в испытательную среду и позволяет избежать системных помех, вызванных контактом воздушного потока с крыльчаткой вентилятора.
Процедура испытания и обработка данных
Предварительная подготовка фильтра
Перед испытанием фильтр необходимо высушить при температуре 60 °C до изменения веса менее 2%, затем кондиционировать при относительной влажности воздуха 50% и температуре 23 °C не менее 14 часов. После установки в испытательный стенд его необходимо продуть чистым кондиционированным воздухом с заданной скоростью потока в течение 15 минут.
Процедура испытания эффективности
В начале испытания должны быть установлены требуемые условия скорости потока, температуры и влажности. Затем испытательный газ вводится в испытательный канал, и регистрируется время начала введения, tstart. В ходе испытания концентрация неочищенного газа измеряется через разумные интервалы, а измерения концентрации газа ниже по потоку выполняются с частотой, указанной в разделе 7.6.
Испытание продолжается до тех пор, пока концентрация газа ниже по потоку не достигнет 95% от исходной концентрации газа. Регистрируется время окончания испытания tf. Испытание также может быть завершено по достижении заранее определенного значения проскока, эффективности или другого указанного времени.
Определение нулевой точки времени (t0) и времени задержки (tlag)
Это ключевой технический момент в настоящем стандарте. t0 — это не время начала добавления испытательного газа, а контрольная точка времени, рассчитанная по кривой проскока испытательного газа без испытательного фильтра. Все значения эффективности и проскока, измеренные в момент времени t, относятся к расчетной нулевой точке времени t0.
Время задержки tlag — это время, необходимое для того, чтобы испытательная система достигла заданной концентрации тестового газа в плоскости фильтра (до отображения детектора) без вставленного тестового фильтра. tlag зависит от конфигурации испытательного стенда, детектора, установленного потока, тестового газа и концентрации тестового газа.
Расчет и оценка параметров производительности
Расчет эффективности
Эффективность фильтра, Ea, рассчитывается по формуле: Ea = (1 - C2/C1) × 100%, где C1 — концентрация газа на входе, а C2 — концентрация газа на выходе. Стандарт требует измерения эффективности в различные моменты времени: 1 минута для н-бутана, 2 минуты для толуола и 5 минут для SO2.
Расчет емкости
Емкость фильтра, K, представляет собой массу тестового вещества, удаленного из объема тестового газа за все время испытания, выраженную в мг. Емкость рассчитывается путем интегрирования кривой эффективности как функции времени измерения.
Характеристики десорбции (опционально)
После завершения испытания десорбцию можно продолжить, регистрируя концентрацию газа на выходе как функцию времени, пока она не станет ниже 5% от исходной концентрации тестового газа. Это испытание также можно проводить при повышенных температурах (до 90 °C) для оценки характеристик регенерации фильтра.
Валидация и контроль качества испытательной системы
В главе 11 стандарта подробно описаны требования к валидации испытательной системы. Необходимо проверить равномерность потока и стабильность концентрации тестового газа. Испытание стабильности концентрации следует проводить при максимальном и минимальном заданных расходах, используя не только заданную концентрацию тестового газа, но и 10% от этой концентрации.
Концентрация газа измеряется в пяти точках вокруг отверстия фильтродержателя: одно измерение в центре, а остальные значения посередине между этой точкой и краем отверстия. В каждой точке проводится не менее трех измерений концентрации тестового газа, и определяется среднее значение. Разница между пятиминутными средними значениями не должна превышать 5%.
Рекомендации по внедрению и технические проблемы
Стратегия выбора тестового газа
н-бутан был выбран в качестве тестового газа, поскольку его легко тестировать фильтры на основе активированного угля. Однако для фильтров без активированного угля н-бутан менее пригоден; в этих случаях его можно заменить другими тестовыми газами.
SO2 включен, поскольку он представляет собой семейство кислых газов. Дополнительное испытание тестового газа определяется по соглашению между заказчиком и производителем. Приложение C содержит информацию о дополнительных тестовых веществах, которые могут быть важны для конкретных применений. Стандарт подчеркивает критичность контроля влажности. Для испытаний н-бутана целевая влажность 50% имеет решающее значение, поскольку изотермы влажности большинства активированных углей имеют самый крутой наклон при относительной влажности 50%. Это означает, что небольшие колебания влажности могут привести к значительным изменениям водопоглощения, что приводит к значительным колебаниям адсорбции бутана. Целевая влажность 40% обеспечивает более надежные и воспроизводимые результаты для н-бутана, при этом измерения менее чувствительны к колебаниям влажности испытательного стенда. Этот вывод отражает глубокие исследования и решения практических технических проблем, проведенные в ходе разработки стандарта. Рекомендации по проектированию испытательного стенда Все компоненты испытательного стенда, контактирующие с тестовым веществом, должны быть спроектированы так, чтобы быть химически стойкими и минимизировать любое влияние и ошибку, основанные на адсорбционных свойствах используемых компонентов. Дозирование тестового вещества в тестовый поток требует тщательной разработки испытательного стенда и тщательного проведения испытания.
Хотя вариант с вентилятором, установленным после фильтра, предпочтителен, его также можно установить перед фильтром, если требования пунктов 7.2–7.7 по-прежнему выполняются. Такая гибкость отражает стремление стандарта обеспечить качество испытаний, а также учитывать возможность практической реализации.
Техническое развитие стандарта и его влияние на отрасль
DIN 71460-2:2020 представляет собой существенное обновление предыдущей версии, отражающее стремительное развитие технологий фильтрации воздуха в автомобилях и растущие требования к качеству воздуха в салонах транспортных средств. По сравнению с DIN 71460-1 (испытание на фильтрацию частиц), опубликованным в 2006 году, эта часть специально фокусируется на характеристиках адсорбции газа, отражая технологическую тенденцию расширения испытаний на фильтрацию от твердых частиц до химических загрязнителей.
Публикация этого стандарта оказала глубокое влияние на автомобильную промышленность: она предоставляет производителям фильтров единый стандарт оценки качества, дает автопроизводителям основу для выбора высококачественных фильтров и, в конечном итоге, предоставляет потребителям лучшие гарантии качества воздуха в автомобиле. С развитием электромобилей и умных автомобилей важность качества воздуха в автомобиле становится все более заметной. DIN 71460-2 обеспечивает важную техническую основу для стандартизированных испытаний в этой области. В будущем, по мере появления новых загрязняющих веществ и развития технологий фильтрации, ожидается, что стандарт продолжит развиваться, включая дополнительные испытательные вещества и более передовые методы испытаний. Четыре приложения к стандарту содержат важную дополнительную информацию: Приложение A (нормативное) рекомендует конфигурацию испытательного стенда, Приложение B (информативное) содержит подробные определения и определение нулевой точки времени и времени задержки, Приложение C (информативное) содержит определение производительности, а Приложение D (информативное) содержит формулы перевода для возможных тестовых веществ и типичных концентраций использования. В частности, Приложение D содержит формулу перевода для перевода объемной концентрации (ppmv) в массовую концентрацию (мг/м³): F = (M × p) / (R × T) × 10, где M — молярная масса (г/моль), R — газовая постоянная (8,314 Дж/моль/К), p — давление (гПа или мбар), а T — температура (К).
Эта подробная информация о переводе обеспечивает сопоставимость результатов, полученных в разных лабораториях и при разных условиях испытаний, и отражает научный и практический характер установления стандартов.
DIN 71460-2:2020 История
- 2020 DIN 71460-2:2020-10 Транспорт дорожный. Воздушные фильтры для пассажирских салонов. Часть 2. Испытание на фильтрацию газов.
- 2020 DIN 71460-2:2020 Транспорт дорожный. Воздушные фильтры для пассажирских салонов. Часть 2. Испытание на фильтрацию газов.
- 2018 DIN 71460-2:2018-07 Проект документа - Дорожные транспортные средства - Воздушные фильтры для салонов автомобилей - Часть 2: Испытание на газообразную фильтрацию
- 2018 DIN 71460-2 E:2018 Проект документа. Транспорт дорожный. Воздушные фильтры для пассажирских салонов. Часть 2. Испытание на фильтрацию газов.
- 2006 DIN 71460-2 E:2006-03 Черновик документа - Дорожные транспортные средства - Фильтры для воздуха в пассажирских отсеках двигателей - Часть 2: Тест на фильтрацию газов
- 1994 DIN 71460-2 E:1994-11 Транспорт дорожный. Воздушные фильтры для пассажирских салонов. Часть 2. Испытание на фильтрацию газов.
- 1970 DIN 71460-2:1970
