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數據中心機房空氣質量（liàng）管理中（zhōng）中效袋式過濾器（qì）的應用分析（xī）

返回列表（biǎo） 來（lái）源：發布日期： 2025.06.11

數據（jù）中心機房空氣質量管理中中效袋式過濾器的應用分析

摘要

隨著數據中心規模的不斷（duàn）擴大（dà）和設備密度的持續提升，空氣（qì）質量對（duì）設備運行穩定性的影響日（rì）益顯著。在數據中心整體（tǐ）通風係統中，中效（xiào）袋式空氣過濾器作（zuò）為空氣淨化（huà）的重要環節（jiē），承擔著攔截中等粒徑顆粒物、保護後端（duān）高效過濾器（qì）、延長空調係統使用壽命的關（guān）鍵（jiàn）作用。

本文圍繞中效袋式過濾器在數據中心（xīn）機房中的（de）應用展（zhǎn）開深入探討，內容涵蓋其工作原理、產品參數、性能指標、與整個空氣處理係統的協同作用以及實際運維管理策略。通過對比分析不同類型的中效過濾器，並結合國內外（wài）研究文獻和工程案例，為數據中心建設者和運維人員提（tí）供全麵的技術參考。

一、引言

現代數據（jù）中心是信息社會的核心基礎設施之一，承載著海量數據的存儲、處理（lǐ）與傳輸任務。為了保障服務器設備的穩（wěn）定（dìng）運行，數據中（zhōng）心內部環境必（bì）須滿足嚴格的溫濕度控製和空氣質量要（yào）求。根（gēn）據美（měi）國采暖（nuǎn）、製冷與空調工程師學會（ASHRAE）發布（bù）的（de）《Thermal Guidelines for Data Processing Environments》報告指出（chū），空氣中懸浮顆粒的沉積可能引起電子元件腐蝕、散熱不良甚至短（duǎn）路等問題，嚴重影響設備壽命和運（yùn）行效率。

在此背景下，建立科學合理的（de）空（kōng）氣過濾體係成為數據中心環境控製的重要（yào）手段（duàn）。其中，中效袋式空氣過濾（lǜ）器因其（qí）結構合理、容塵量大、壓損適中等特點，在數據中心空調係統中被廣泛采用，通常作為初效與（yǔ）高效過濾之間（jiān）的中間屏（píng）障，發揮承上啟下的（de）關（guān）鍵作用。

二（èr）、中效（xiào）袋式過濾器的工作原理與分類（lèi）

2.1 工作原理

中效袋式過濾器主要由濾袋、支撐骨架（jià）、框架及密（mì）封條組（zǔ）成。其核（hé）心部件——濾（lǜ）袋，一般采用無紡（fǎng）布或合成纖維材料（liào）製成，具有良好的透氣性和較高的顆粒捕捉能力。氣流通過濾袋時，依靠以下機製實現淨化：

攔截效應：較大顆粒直接撞擊並附（fù）著於濾材（cái）表麵；
慣性碰撞：中等顆粒因慣性偏（piān）離氣流路徑而被捕獲（huò）；
擴散效應：微小顆（kē）粒受布朗運動影響接觸濾材被捕集。

該類過濾器適用於（yú）捕集粒徑在0.5~5μm範圍內的顆粒物，如灰塵、花粉、微生物孢子等。

2.2 主要分類

類型	過濾等級	顆粒捕獲效率（≥0.4μm）	典型應用場景
F6級	EN779標準	≥65%	常規數據中心新風處理
F7級	EN779標準	≥80%	中高潔淨度區（qū）域預過濾
F8級	EN779標準	≥90%	高密度服（fú）務器房間

表1：中效袋式過濾器分類及性能對比

三、中效袋式過濾器的產品參數與技術性能

3.1 物理參數（shù）

參數名稱	單位	常見範圍
尺寸規格	mm	592×592, 610×610, 610×1220
濾材類型	—	聚酯纖維、玻纖（xiān）複（fù）合材料（liào）
袋數	個	4–8個
初始阻力	Pa	50–120
容塵量	g/m²	300–600
使用壽命	h	6,000–12,000

表2：中效袋式過濾（lǜ）器常見物理（lǐ）參數範圍

3.2 性能指標

指標	描述	參考值
過濾效率	對0.4μm顆粒的（de）去除率	≥65% (F6)
風速適應性	可承受風速範圍	1.5–2.5 m/s
耐溫性能	長期耐受溫（wēn）度	≤60°C
防火等級	符合UL900標準	Class 2
密封（fēng）性（xìng）	漏（lòu）風率	<0.1%

表3：中效袋式過濾器（qì）典型性能指標

四、中效袋（dài）式過濾器在數據（jù）中心空氣質量管理中的（de）作用

4.1 截留中（zhōng）等粒徑顆粒，減輕後續負擔（dān）

數據中心外部環境中的空氣往往含有大量（liàng）的粉塵、花（huā）粉、細菌等汙染物。這些物質若直接（jiē）進入空調係統，不僅會堵塞換熱器、降低冷卻效率，還會加速（sù）風（fēng）機磨損（sǔn）、縮（suō）短設（shè）備壽命。

中效袋式（shì）過濾器能夠有效攔截（jié）粒徑（jìng）在0.5~5μm範圍的顆粒物，減少進（jìn）入高效過濾器（qì）的負荷，從而延長高效過（guò）濾（lǜ）器的更換周期，降低運營成（chéng）本。

4.2 提升整體空氣處理係統的（de）經濟性

相比於初效過濾器，中效袋式過濾器（qì）具有更高的過濾效率；而相較於高效過濾器，它又具備更低的初始阻力和更長的使用壽命。這種平衡特性使其在多級空氣處（chù）理係統中占據重要位置。

研（yán）究表明，將F6級中效袋式過（guò）濾（lǜ）器納（nà）入空調（diào）機組前段，可使整體係統能耗降低約6%~10%，同（tóng）時提高冷卻係（xì）統的熱交換效率（來源：ASHRAE Journal, 2022）。

4.3 支持綠色（sè）節能與可持續（xù）發展目標

高效的空氣過濾係統（tǒng）有助於維（wéi）持精密空調係統的清潔狀態，減少風扇負載，從而降低整體PUE（電源使用效率）值。此外，良好的空氣（qì）管理還能減少設備維護頻率，降低碳（tàn）排放，助力綠色數據中心建設。

五、中效袋式過（guò）濾器與數據中心環境係統的（de）集成應（yīng）用

5.1 在三級過濾係統中的定位

數據中心的空氣處（chù）理係統通常采用“初效—中效（xiào）—高效”三級過濾配置，以實（shí）現逐級淨化（huà）。中（zhōng）效袋式過濾器在其中承擔著承上啟下的過渡角色：

過（guò）濾階段	安裝位置	主要功能（néng）
初（chū）效過濾	新風入口	截留大顆粒物（>5μm）
中效過濾	空調箱內	攔截中等（děng）顆粒（0.5–5μm）
高效過濾	出風口前	去除超細顆粒（≤0.5μm）

表4：三級空氣過濾（lǜ）係統配置示意

5.2 與氣（qì）流組織（zhī）設計的匹配

數據中心的氣流組織設（shè）計直接影響（xiǎng）空氣過濾係統的運行效果。合理的冷熱通道隔（gé）離（lí）布局（jú）可以有效減（jiǎn）少回風中攜帶的汙染物（wù），降低中效過濾（lǜ）器的負荷。

此外（wài），適當增加送（sòng）風靜壓（yā）箱的設計也有助（zhù）於均勻（yún）分布氣流（liú），避免局（jú）部風速（sù）過高導致（zhì）濾材過早堵塞，從而延（yán）長中效袋式過濾器的使用壽（shòu）命。

六、國內外研究進展與工程實踐

6.1 國際研究現狀

研究機構	研究主題	主要成果
ASHRAE	數（shù）據中心空（kōng）氣質量標準	推出《Thermal Guidelines for Data Processing Environments》
Fraunhofer IBP（德國）	過（guò）濾係統能（néng）效研究	提出基於生命周期成本的過濾方案優（yōu）化模型
MIT CDO Lab	微粒對電子設備影響	建立顆粒（lì）沉積與設備失（shī）效之間的定量關（guān）係
Camfil（瑞典）	中效（xiào）過（guò）濾器研發	推出低阻高容塵袋式過濾（lǜ）器模塊

表5：國外主要研究成果匯總

6.2 國（guó）內研究與應用情況

機構	研究（jiū）方向（xiàng）	關鍵成果
清華大學建築學院	數據中心通風優化	開（kāi）發基於CFD模擬的氣流組織優化工具（jù）
北京（jīng）化工大（dà）學	過濾（lǜ）材（cái）料改性研究	成功研製納米（mǐ）塗層中效濾材
華為技術有限公司	模塊化數據中（zhōng）心（xīn）設計	配套中效袋式過濾係統提升整體可靠性（xìng）
中國電子工程（chéng）設計院	標準製定與評審	參與編製《GB/T 36111-2018 數據（jù）中心環境要求》

表6：國內主要研究成果與應用實例（lì）

七（qī）、選型建議與運維管理策略

7.1 選型要點

項目	建議
過濾等級	優先選用F7或（huò）F8級別
材料選擇	推薦聚酯纖維+玻纖（xiān）複合材料
袋數設（shè）計	6–8袋結構更利於容塵
安裝方式	采（cǎi）用標準化法蘭接口，便於更換
配套係統	與新風（fēng）係統、精密空調聯動設（shè）計

表7：中效袋（dài）式過濾器選型建議

7.2 維護管理

項目	內容
更換周期	一般為6個月至1年，視環境而定
壓差監測（cè）	安裝壓差傳感器，及時預警
清潔（jié）保養	不（bú）建議清洗，應整組更換
記錄管理（lǐ）	建立更換台賬與性能記錄

表8：中效袋式過濾器維護管理建議

八、結論與展望

中效袋式空氣過濾器在數據中心（xīn）機房的空氣（qì）淨（jìng）化體係中扮（bàn）演著不可或缺的角色。它（tā）不僅（jǐn）有效攔截中等粒徑顆粒，保護後（hòu）端（duān）高效過濾器，還提升了整體空氣處理係統的經濟性（xìng）和可持續性。

未來的發展趨勢包括：

新型濾材的（de）研發，如靜電增（zēng）強型濾材、抗菌塗層材料等；
智能監測係統的引入，實（shí）現過濾器狀（zhuàng）態實時監控；
與AI運維平台的融合，推動預（yù）測性維護；
環保材料的應用，響應綠色數據中心建設需求。

因（yīn）此，科學選型（xíng）、合理布置和（hé）規（guī）範維護（hù）中效袋式過濾（lǜ）器（qì），是構建安（ān）全、可靠、綠（lǜ）色數據中心的（de）重要保障。

參考文獻

ASHRAE. (2022). Thermal Guidelines for Data Processing Environments. Atlanta: ASHRAE.
Fraunhofer Institute for Building Physics. (2021). Energy Efficiency in Data Centers – Air Filtration Impact Study.
MIT Center for Digital Transformation. (2021). Particulate Matter and Its Effects on Electronic Reliability.
Camfil Group. (2022). Medium Efficiency Filtration Solutions for Mission-Critical Facilities.
清華大學建築學院. (2023). 數據中心氣流組織優化與過濾係統協同研（yán）究. 《暖通空調》, 第45卷第6期.
北京化工大學材料科學與工（gōng）程學院. (2022). 納米塗層中效濾材的製備與性能測（cè）試. 《過濾與分離》, 第32卷第3期.
華為技（jì）術有限公司. (2023). 模塊化數據中心白（bái）皮（pí）書.
中國電子工程設計院. (2020). GB/T 36111-2018 數據中心環境要求.
IBM Systems Magazine. (2022). Impact of Indoor Air Quality on Server Reliability.
European Committee for Standardization. (2021). EN 779: Particulate Air Filters for General Ventilation – Determination of the Filtration Performance.