板式中效過濾器與袋式過濾器在HVAC係統中的對比分析 一、引言 暖通空調係統（Heating, Ventilation, and Air Conditioning，簡稱HVAC）是現代建築中不可或缺的重要組成部分。它不僅影響著室內空氣質量...
板式中效過濾器與袋式過濾器在HVAC係統中的對比分析
一、引言
暖通空調係統（Heating, Ventilation, and Air Conditioning，簡稱HVAC）是現代建築中不可或缺的重要組成部分。它不僅影響著室內空氣質量，還直接關係到能源消耗和運行成本。在HVAC係統中，空氣過濾器作為關鍵部件之一，其作用在於去除空氣中懸浮的顆粒物，保護設備免受汙染，同時提高室內空氣品質。
根據過濾效率的不同，空氣過濾器通常分為初效、中效和高效三類。其中，中效過濾器主要負責攔截粒徑在1.0～5.0μm之間的顆粒物，如花粉、塵蟎、細菌等，廣泛應用於醫院、實驗室、潔淨廠房及大型商業建築等對空氣質量要求較高的場所。
目前市場上常見的中效過濾器主要有兩大類：板式中效過濾器與袋式中效過濾器。兩者在結構設計、性能參數、適用場景等方麵存在顯著差異。本文將從多個維度對這兩種過濾器進行係統的對比分析，旨在為工程技術人員、設計師以及運維人員提供科學選型依據。
二、產品概述
2.1 板式中效過濾器
板式中效過濾器是一種結構緊湊、安裝便捷的空氣過濾設備。其核心結構由濾材層、支撐框架和密封邊組成，通常采用玻璃纖維、聚酯無紡布或合成材料作為濾料，具有良好的耐濕性和抗撕裂性。
特點：
- 結構簡單，體積小；
- 安裝方便，適用於空間受限場合；
- 壓力損失較小；
- 更換周期較短；
- 過濾效率一般為F7~F9（EN 779標準）。
2.2 袋式中效過濾器
袋式中效過濾器因其濾材呈“袋狀”而得名，通常由多個濾袋組成，通過骨架支撐形成一定的展開麵積。濾材多為聚酯纖維或玻纖複合材料，具有較大的容塵量和較長的使用壽命。
特點：
- 容塵量大，壽命長；
- 濾材展開麵積大，壓損低；
- 更適合風量較大的係統；
- 安裝維護相對複雜；
- 過濾效率同樣為F7~F9級。
三、技術參數對比
以下表格列出了板式與袋式中效過濾器在關鍵技術參數上的對比：
| 參數項 | 板式中效過濾器 | 袋式中效過濾器 |
|---|---|---|
| 過濾等級（EN 779） | F7 ~ F9 | F7 ~ F9 |
| 額定風量（m³/h） | 300 ~ 1500 | 1000 ~ 5000 |
| 初始阻力（Pa） | 80 ~ 120 | 60 ~ 100 |
| 終阻力（Pa） | ≤450 | ≤450 |
| 容塵量（g） | 200 ~ 400 | 600 ~ 1200 |
| 更換周期（月） | 3 ~ 6 | 6 ~ 12 |
| 安裝方式 | 插入式/法蘭連接 | 法蘭連接/卡槽固定 |
| 材質 | 玻璃纖維、聚酯無紡布 | 聚酯纖維、玻纖複合材料 |
| 應用場景 | 小型風機盤管、新風機組 | 大型中央空調、工業通風 |
注：以上數據來源於《ASHRAE Handbook》第23章（2020版）、中國《GB/T 14295-2019 空氣過濾器》標準及部分廠商技術手冊。
四、結構與工作原理比較
4.1 板式中效過濾器結構
板式中效過濾器采用平板結構，濾材夾在兩層金屬網之間，並用鋁合金或鍍鋅鋼板作為邊框支撐。由於其結構扁平，占用空間小，適合嵌入在風道或設備內部。
優點：
- 占用空間小；
- 初期投資較低；
- 更換操作簡便。
缺點：
- 濾材表麵積有限，容塵能力弱；
- 需頻繁更換；
- 不適用於高風量係統。
4.2 袋式中效過濾器結構
袋式中效過濾器由多個獨立濾袋組成，每個濾袋通過鋼絲或塑料骨架撐開，形成較大的過濾麵積。濾袋數量通常為3~6個，甚至更多，以適應不同風量需求。
優點：
- 表麵積大，過濾效率穩定；
- 容塵能力強，延長使用壽命；
- 適用於連續運行的大型係統。
缺點：
- 占用空間較大；
- 安裝難度較高；
- 初期成本高於板式。
五、性能對比分析
5.1 過濾效率對比
根據國際標準EN 779:2012，中效過濾器按效率劃分為F5~F9五個等級。板式與袋式中效過濾器通常集中在F7~F9區間。
| 過濾等級 | 效率範圍（%） | 代表顆粒粒徑（μm） |
|---|---|---|
| F7 | ≥80% | >1.0 |
| F8 | ≥90% | >1.0 |
| F9 | ≥95% | >1.0 |
兩種過濾器在相同等級下的過濾效率相差不大，但袋式因展開麵積更大，在實際運行中更易保持穩定的效率水平。
5.2 壓力損失對比
壓力損失是衡量過濾器能耗的關鍵指標。一般來說，壓力損失越低，風機能耗越小，運行成本越低。
| 類型 | 初始壓損（Pa） | 終壓損（Pa） | 平均使用周期內壓損變化 |
|---|---|---|---|
| 板式 | 80 ~ 120 | ≤450 | 較快上升 |
| 袋式 | 60 ~ 100 | ≤450 | 緩慢上升 |
袋式過濾器因濾材麵積大，初期壓損更低，且隨著使用時間的增長，壓損上升速度較慢，有利於節能運行。
5.3 容塵量對比
容塵量是指過濾器在達到終阻力前所能捕集的灰塵總量，直接影響更換頻率和運行維護成本。
| 類型 | 容塵量（g） | 更換周期（月） |
|---|---|---|
| 板式 | 200 ~ 400 | 3 ~ 6 |
| 袋式 | 600 ~ 1200 | 6 ~ 12 |
袋式過濾器容塵量明顯優於板式，尤其適用於灰塵濃度較高的工業環境或公共場所。
六、應用場景對比
| 應用場景 | 推薦類型 | 原因說明 |
|---|---|---|
| 辦公樓、住宅新風係統 | 板式 | 空間受限，風量適中，便於更換 |
| 醫院手術室、實驗室 | 袋式 | 對空氣質量要求高，需長期穩定運行 |
| 工業廠房、潔淨車間 | 袋式 | 粉塵濃度高，容塵量要求大 |
| 商場、酒店中央空調係統 | 袋式 | 風量大，需長時間運行 |
| 小型風機盤管機組 | 板式 | 成本控製，空間限製 |
七、經濟性分析
7.1 初期投資對比
| 類型 | 單價（元） | 適用風量範圍（m³/h） |
|---|---|---|
| 板式 | 100 ~ 300 | 300 ~ 1500 |
| 袋式 | 300 ~ 800 | 1000 ~ 5000 |
板式中效過濾器價格普遍低於袋式，適用於預算有限的小型項目。
7.2 使用成本對比（按年計算）
假設年運行時間為300天，每天運行8小時，風量為2000 m³/h，電費為1.0元/kWh，風機功率為1.5kW。
| 類型 | 更換次數 | 更換費用（元/年） | 能耗費用（元/年） | 總運行成本（元/年） |
|---|---|---|---|---|
| 板式 | 2次 | 400 | 3600 | 4000 |
| 袋式 | 1次 | 600 | 3200 | 3800 |
盡管袋式初期投資略高，但由於其更長的使用壽命和更低的能耗表現，整體運行成本更具優勢。
八、國內外研究現狀與發展趨勢
8.1 國外研究進展
美國ASHRAE（美國采暖製冷與空調工程師協會）在其《ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment》中明確指出，袋式過濾器在大型中央空調係統中具有更高的性價比和運行穩定性（ASHRAE, 2020）。歐洲標準EN 779:2012也對中效過濾器的分級和測試方法進行了詳細規定。
此外，美國環保署（EPA）發布的《Indoor Air Quality in Commercial Buildings》報告指出，中效過濾器的應用可顯著降低PM2.5濃度，提升室內空氣質量（EPA, 2018）。
8.2 國內研究現狀
我國自2019年起實施新版國家標準《GB/T 14295-2019 空氣過濾器》，對中效過濾器的分類、性能測試及標識方法進行了規範。清華大學建築學院在《暖通空調》期刊上發表的研究表明，袋式中效過濾器在醫院淨化係統中表現出更優的顆粒物去除效率（李強等，2021）。
近年來，國內廠商也在不斷優化產品結構，例如采用納米塗層、靜電增強等新技術，提高過濾效率並降低能耗。
8.3 發展趨勢
未來中效過濾器的發展方向主要包括：
- 智能化監測：集成壓差傳感器、自動報警功能；
- 綠色材料應用：開發可降解濾材，減少環境汙染；
- 模塊化設計：便於快速更換與維護；
- 多功能融合：結合除菌、除異味等功能，滿足更高健康需求。
九、結論（注：原文未設結語章節）
參考文獻
- ASHRAE. (2020). ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment. Atlanta: ASHRAE.
- EN 779:2012. Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance.
- EPA. (2018). Indoor Air Quality in Commercial Buildings. United States Environmental Protection Agency.
- 李強, 張偉, 王磊. (2021). "醫院淨化係統中中效過濾器性能對比研究". 《暖通空調》, 41(3), 45-50.
- GB/T 14295-2019. 空氣過濾器. 中華人民共和國國家市場監督管理總局發布.
- 百度百科. (2023). 空氣過濾器.
- 王誌剛. (2022). "中效過濾器在HVAC係統中的應用與選型策略". 《建築節能》, 50(6), 78-82.
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