中效板式過濾器在空氣淨（jìng）化係統中的應用

摘要

隨著城市化進程加快和空氣汙染問題日益嚴峻，人們對室內空（kōng）氣質量（Indoor Air Quality, IAQ）的關注度不（bú）斷提（tí）升（shēng）。在商業（yè）建築、醫院、學（xué）校、數據中（zhōng）心等場所中，空氣淨化係統已（yǐ）成為保障健康環境的重要設施。中效板式過濾器作為空氣淨化係（xì）統中的關鍵組件之一，廣泛應（yīng）用於多級過濾係統的第二道屏障，其作用是有效（xiào）攔截空氣中粒徑較大的懸（xuán）浮顆粒物（wù），降低後續高效（xiào）過濾器的負擔，延長整（zhěng）個（gè）係統的使用壽命。

本文圍繞中效板（bǎn）式過濾器的基本結構、技術參數、應用場景及其在空氣淨（jìng）化係統中的實際（jì）效果展開討論，結合國內外研究進展（zhǎn）與工程實（shí）踐，係（xì）統分析其在不同工況下的性能表現，並通過（guò）數（shù）據對比說明（míng）其優化方向與發展潛力。

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1. 引言（yán）

空氣淨（jìng）化係統通常由初效、中效和高效三級過濾裝（zhuāng）置組成，形成完整的顆粒物攔截體係。其（qí）中，中效過濾（lǜ）器處於承上啟下的核心位置，主要負責去除3～10 μm範圍內（nèi）的（de）細小顆（kē）粒物，如花粉、塵蟎、部分細菌以（yǐ）及工業粉塵等（děng）。相比袋式過濾器，中效板式過濾器具有結構緊湊、安（ān）裝便捷、氣流阻力低等優勢，在空間受限或風量需求穩（wěn）定的場合更具適用性。

近年來，隨著對節（jiē）能、環（huán）保、舒適性要求的提升（shēng），中效（xiào）板式過濾器在新風係統（tǒng）、中央空調機組、潔淨室通風等領（lǐng）域得到了廣泛（fàn）應用。同時，新型（xíng）材料與製（zhì）造工藝的發展（zhǎn），也進一步提升了（le）該（gāi）類產品的過濾效率與運行（háng）穩定性。

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2. 中效板式（shì）過濾器的結構與工作（zuò）原理

2.1 結構組成

中效板式過（guò）濾器一般由以下幾個部分構成（chéng）：

2.2 工作原理

中效板式過濾器主要依靠機械攔截（jié）、慣性碰撞和擴散沉降等（děng）物理（lǐ）機（jī）製（zhì）捕捉空氣中的顆粒（lì）物。當氣流穿過（guò）具有一定厚（hòu）度和密度的濾（lǜ）材時，大於設定粒徑的汙染物被截留，從而實現淨化目的。

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3. 主要技（jì）術參（cān）數與產品分（fèn）類（lèi）

3.1 關鍵性能指標

3.2 產品分類

根據過濾（lǜ）等級和用途（tú），中效板式過濾器可分為以（yǐ）下幾類：

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4. 中效（xiào）板式過濾器在空氣（qì）淨化係統中的功能定位

4.1 多級過濾係統中（zhōng）的角色

空氣淨化係統通常采用“初效+中效+高效”的三段式過濾配置，各層級分工如下（xià）：

中（zhōng）效過濾器在此結構中起到承上啟下的作用，既能（néng）顯著提高係統整體的顆粒物去除率，又能減輕高效過濾器的負荷，從（cóng）而延長其使用壽命。

4.2 對HVAC係統的影響

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5. 實驗測試與（yǔ）性能（néng）評估

5.1 實驗設計

實（shí）驗材料：

• 不同等級中效板式過濾（lǜ）器（F5、F6、F7）
• 空氣粒子計數器
• 壓力差傳感器
• 風速儀

測試條件：

• 風量：1000 m³/h
• 溫度：23°C ± 1°C
• 相（xiàng）對濕度：50% ± 5%
• 測試時（shí）間：連續運行72小時

5.2 性能對比數據

從表中可以看出，隨（suí）著過濾等級的提高，過濾效（xiào）率顯著增強，但初始阻力也隨之上升。因此（cǐ），在實際選型過程中需綜合考慮淨化效果與能耗平衡。

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6. 國內外研究進（jìn）展

6.1 國際研究動態

• Wang et al. (2023) [Building and Environment]：研究表（biǎo）明，在醫（yī）院空調係統中使用F7級（jí）中效板式過濾器可使手術室PM2.5濃度下降約70%，顯著降低術後感染風險（xiǎn）。
• European Committee for Standardization (CEN, 2024)：發布新版《EN ISO 16890》標準，重新定義中效過（guò）濾器的分級方（fāng）法（fǎ），強調基於PM顆粒的實際過濾性能。
• ASHRAE Technical Committee 2.2：推（tuī）薦將中效過濾器納入新建建築通風係統的強製配（pèi）置，以應（yīng）對（duì）城市空氣汙染挑戰。

6.2 國內研究進展

• 李強（qiáng）等（2023）[暖通空調]：對北京某寫字樓進行實測發現（xiàn），加裝F6級中效板式過濾器（qì）後，室內總懸浮顆粒物（TSP）濃度下降了近60%。
• 清華大學建築學院（2022）：開發了一種基於納米塗層的新型中效濾材（cái），實驗（yàn）表明其在保持低（dī）阻力的同時，過濾（lǜ）效率可（kě）提升至F8級別。
• 中國建築設計研究院（2024）：在《綠色建築評價標準》修訂中（zhōng）建議，大型公共建築應優先選用F7及以（yǐ）上等級的中效過濾器。

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7. 工程應用案例分析

7.1 某數據中心通風係統改造項目

某北方地區數據中（zhōng）心原有通風係統僅配備初（chū）效過濾器，導致服務器（qì）散熱口（kǒu）積灰嚴重，影響設備穩定運行。經改造後新增F7級中效板式過濾器，具體效果如下：

該項目表明，合理選用中效板式過濾器不僅能夠（gòu）顯著改善空氣質量，還能降（jiàng）低設備故（gù）障率，提升運營效率。

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8. 選型建議與安裝注意事項

8.1 選型原（yuán）則

• 按用途分級選擇：依據（jù）建築類型和空氣潔淨度要求確（què）定過濾等級；
• 兼顧風量與阻力匹配（pèi）：確保過濾器與風機功率相協調；
• 關注容塵能力：選擇容塵量高的產（chǎn）品以延長更換周期。

8.2 安裝要點

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9. 挑戰與發展趨勢

9.1 當前麵臨的（de）問題

• 過（guò）濾效率與氣流阻力之間的矛盾仍需平衡；
• 部分低端產品存在濾（lǜ）材不達標、壽命短等問題；
• 缺乏統一（yī）的檢測與認證體係，市場產品質量參差不齊。

9.2 發展趨勢展望

• 智能化（huà）發（fā）展：集成（chéng）壓差（chà）傳感器與遠程監控係統，實現自動預警（jǐng）與更換提醒；
• 新材料應用（yòng）：引入靜電駐極（jí）、納米塗層等技術提升過濾效率；
• 綠（lǜ）色製造：推（tuī）廣可（kě）回收（shōu）材料與低VOC生產工藝（yì）；
• 標（biāo）準化建設：推動行業標準升級，規範市（shì）場秩序。

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10. 結論

中效板（bǎn）式過濾（lǜ）器（qì）作為空氣淨化係統中的重（chóng）要組成部（bù）分，其在顆粒物攔截、係統（tǒng）節能（néng）與（yǔ）設備（bèi）保護等方麵發揮著不可替代的作用。通過科學選型、規範安裝與定期維（wéi）護，可以有效提升（shēng）室內空氣質量，降低（dī）運維成本（běn），並延長高效過濾器的使用壽命。

未來，隨著材料科學、智能製造和物聯網技術的發展（zhǎn），中（zhōng）效板式過濾器（qì）將在性能、智能化和環保方麵持續優（yōu）化，為構建更加（jiā）健康、安全的室內環境提供有力支撐。

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參考文獻

1. 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.
2. European Committee for Standardization (CEN). (2024). ISO 16890: Air Filter Classification Based on Particulate Matter. Retrieved from https://www.cen.eu
3. 李強, 王偉, 陳芳. (2023). "中效板式過濾器在寫字樓空氣淨化中的應用（yòng）研究." 暖通空調, 43(8), 56–62.
4. 清華大學建築學院. (2022). "納米塗層（céng）中效濾材的（de）製備與性能研（yán）究." 建築材料學報, 25(4), 789–795.
5. 中國建築設計研究院. (2024). 綠色（sè）建（jiàn）築評價標準（征求意見稿（gǎo））.
6. GB/T 14295-2019. 空氣過濾器.
7. ASHRAE Standard 52.2. Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size.
8. EN 779:2012. Particulate Air Filters for General Ventilation – Determination of the Filtration Performance.