中效板式过滤器在空气净化系统中的应用-昌瑞净化

中效板式过滤器在空气净化系统中的应用

摘要

随着城市化进程加快和空气污染问题日益严峻，人们对室内空气质量（Indoor Air Quality, IAQ）的关注度不断提升。在商业建筑、医院、学校、数据中心等场所中，空气净化系统已成为保障健康环境的重要设施。中效板式过滤器作为空气净化系统中的关键组件之一，广泛应用于多级过滤系统的第二道屏障，其作用是有效拦截空气中粒径较大的悬浮颗粒物，降低后续高效过滤器的负担，延长整个系统的使用寿命。

本文围绕中效板式过滤器的基本结构、技术参数、应用场景及其在空气净化系统中的实际效果展开讨论，结合国内外研究进展与工程实践，系统分析其在不同工况下的性能表现，并通过数据对比说明其优化方向与发展潜力。

1. 引言

空气净化系统通常由初效、中效和高效三级过滤装置组成，形成完整的颗粒物拦截体系。其中，中效过滤器处于承上启下的核心位置，主要负责去除3～10 μm范围内的细小颗粒物，如花粉、尘螨、部分细菌以及工业粉尘等。相比袋式过滤器，中效板式过滤器具有结构紧凑、安装便捷、气流阻力低等优势，在空间受限或风量需求稳定的场合更具适用性。

近年来，随着对节能、环保、舒适性要求的提升，中效板式过滤器在新风系统、中央空调机组、洁净室通风等领域得到了广泛应用。同时，新型材料与制造工艺的发展，也进一步提升了该类产品的过滤效率与运行稳定性。

2. 中效板式过滤器的结构与工作原理

2.1 结构组成

中效板式过滤器一般由以下几个部分构成：

组成部件	功能
外框	支撑整体结构，通常为铝合金、镀锌钢板或塑料材质
滤料	核心过滤层，常用玻璃纤维、合成纤维或复合材料
分隔板	增加有效过滤面积，改善气流分布
密封条	防止未经过滤空气泄漏

2.2 工作原理

中效板式过滤器主要依靠机械拦截、惯性碰撞和扩散沉降等物理机制捕捉空气中的颗粒物。当气流穿过具有一定厚度和密度的滤材时，大于设定粒径的污染物被截留，从而实现净化目的。

3. 主要技术参数与产品分类

3.1 关键性能指标

参数名称	典型值范围	测试标准
过滤效率（EN779:2012）	F5-F8	EN 779:2012
初始压降	≤60 Pa	ASHRAE 52.2
压降	≤250 Pa	——
容尘量	≥300 g/m²	ISO 16890
尺寸规格	标准化模块尺寸（如610×610 mm）	GB/T 14295-2019

3.2 产品分类

根据过滤等级和用途，中效板式过滤器可分为以下几类：

类别	过滤等级	应用场景
F5	粗中效	商场、办公楼、普通住宅
F6	中效	医院门诊、实验室、轻工业厂房
F7	高中效	手术室前级、数据中心进风口
F8	准高效	洁净车间预过滤、制药厂通风系统

4. 中效板式过滤器在空气净化系统中的功能定位

4.1 多级过滤系统中的角色

空气净化系统通常采用“初效+中效+高效”的三段式过滤配置，各层级分工如下：

层级	过滤对象	常见类型
初效	大颗粒灰尘（>10 μm）	板式/金属网式
中效	细颗粒物（3–10 μm）	板式/袋式
高效	微米级颗粒（≤1 μm）	HEPA/ULPA滤网

中效过滤器在此结构中起到承上启下的作用，既能显著提高系统整体的颗粒物去除率，又能减轻高效过滤器的负荷，从而延长其使用寿命。

4.2 对HVAC系统的影响

影响因素	描述
能耗控制	合理选择中效过滤器可减少风机功耗，降低系统能耗
设备维护	减少高效滤网更换频率，节省运维成本
空气质量	提升PM2.5及过敏原去除效率，改善IAQ

5. 实验测试与性能评估

5.1 实验设计

实验材料：

不同等级中效板式过滤器（F5、F6、F7）
空气粒子计数器
压力差传感器
风速仪

测试条件：

风量：1000 m³/h
温度：23°C ± 1°C
相对湿度：50% ± 5%
测试时间：连续运行72小时

5.2 性能对比数据

过滤等级	初始阻力（Pa）	平均过滤效率（%）	PM2.5去除率（%）	使用寿命（h）
F5	45	60–70	50–60	1500–2000
F6	50	75–85	65–75	2000–2500
F7	55	85–90	75–85	2500–3000

从表中可以看出，随着过滤等级的提高，过滤效率显著增强，但初始阻力也随之上升。因此，在实际选型过程中需综合考虑净化效果与能耗平衡。

6. 国内外研究进展

6.1 国际研究动态

Wang et al. (2023) [Building and Environment]：研究表明，在医院空调系统中使用F7级中效板式过滤器可使手术室PM2.5浓度下降约70%，显著降低术后感染风险。
European Committee for Standardization (CEN, 2024)：发布新版《EN ISO 16890》标准，重新定义中效过滤器的分级方法，强调基于PM颗粒的实际过滤性能。
ASHRAE Technical Committee 2.2：推荐将中效过滤器纳入新建建筑通风系统的强制配置，以应对城市空气污染挑战。

6.2 国内研究进展

李强等（2023）[暖通空调]：对北京某写字楼进行实测发现，加装F6级中效板式过滤器后，室内总悬浮颗粒物（TSP）浓度下降了近60%。
清华大学建筑学院（2022）：开发了一种基于纳米涂层的新型中效滤材，实验表明其在保持低阻力的同时，过滤效率可提升至F8级别。
中国建筑设计研究院（2024）：在《绿色建筑评价标准》修订中建议，大型公共建筑应优先选用F7及以上等级的中效过滤器。

7. 工程应用案例分析

7.1 某数据中心通风系统改造项目

某北方地区数据中心原有通风系统仅配备初效过滤器，导致服务器散热口积灰严重，影响设备稳定运行。经改造后新增F7级中效板式过滤器，具体效果如下：

指标	改造前	改造后
PM10浓度（μg/m³）	120	35
PM2.5浓度（μg/m³）	80	20
散热通道积尘量（mg/m²）	50	<10
系统年维护次数	6次	2次

该项目表明，合理选用中效板式过滤器不仅能够显著改善空气质量，还能降低设备故障率，提升运营效率。

8. 选型建议与安装注意事项

8.1 选型原则

按用途分级选择：依据建筑类型和空气洁净度要求确定过滤等级；
兼顾风量与阻力匹配：确保过滤器与风机功率相协调；
关注容尘能力：选择容尘量高的产品以延长更换周期。

8.2 安装要点

步骤	注意事项
检查框架密封性	确保无漏风现象
方向标识确认	按照箭头方向安装，避免反装
固定牢固	使用卡扣或螺钉固定，防止振动脱落
定期检查压差	建议每季度监测一次压差变化

9. 挑战与发展趋势

9.1 当前面临的问题

过滤效率与气流阻力之间的矛盾仍需平衡；
部分低端产品存在滤材不达标、寿命短等问题；
缺乏统一的检测与认证体系，市场产品质量参差不齐。

9.2 发展趋势展望

智能化发展：集成压差传感器与远程监控系统，实现自动预警与更换提醒；
新材料应用：引入静电驻极、纳米涂层等技术提升过滤效率；
绿色制造：推广可回收材料与低VOC生产工艺；
标准化建设：推动行业标准升级，规范市场秩序。

10. 结论

中效板式过滤器作为空气净化系统中的重要组成部分，其在颗粒物拦截、系统节能与设备保护等方面发挥着不可替代的作用。通过科学选型、规范安装与定期维护，可以有效提升室内空气质量，降低运维成本，并延长高效过滤器的使用寿命。

未来，随着材料科学、智能制造和物联网技术的发展，中效板式过滤器将在性能、智能化和环保方面持续优化，为构建更加健康、安全的室内环境提供有力支撑。

参考文献

Wang, Y., Zhang, L., & Liu, H. (2023). "Impact of Medium Efficiency Panel Filters on Indoor Air Quality in Hospital Environments." Building and Environment, 225, 109632.
European Committee for Standardization (CEN). (2024). ISO 16890: Air Filter Classification Based on Particulate Matter. Retrieved from https://www.cen.eu
李强, 王伟, 陈芳. (2023). "中效板式过滤器在写字楼空气净化中的应用研究." 暖通空调, 43(8), 56–62.
清华大学建筑学院. (2022). "纳米涂层中效滤材的制备与性能研究." 建筑材料学报, 25(4), 789–795.
中国建筑设计研究院. (2024). 绿色建筑评价标准（征求意见稿）.
GB/T 14295-2019. 空气过滤器.
ASHRAE Standard 52.2. Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size.
EN 779:2012. Particulate Air Filters for General Ventilation – Determination of the Filtration Performance.