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板式中效过滤器与袋式过滤器在HVAC系统中的对比分析

城南二哥2025-06-05 10:39:44抗菌面料资讯8来源:抗菌_抗菌布料_抗菌面料网

板式中效过滤器与袋式过滤器在HVAC系统中的对比分析

一、引言

暖通空调系统(Heating, Ventilation, and Air Conditioning,简称HVAC)是现代建筑中不可或缺的重要组成部分。它不仅影响着室内空气质量,还直接关系到能源消耗和运行成本。在HVAC系统中,空气过滤器作为关键部件之一,其作用在于去除空气中悬浮的颗粒物,保护设备免受污染,同时提高室内空气品质。

根据过滤效率的不同,空气过滤器通常分为初效、中效和高效三类。其中,中效过滤器主要负责拦截粒径在1.0~5.0μm之间的颗粒物,如花粉、尘螨、细菌等,广泛应用于医院、实验室、洁净厂房及大型商业建筑等对空气质量要求较高的场所。

目前市场上常见的中效过滤器主要有两大类:板式中效过滤器袋式中效过滤器。两者在结构设计、性能参数、适用场景等方面存在显著差异。本文将从多个维度对这两种过滤器进行系统的对比分析,旨在为工程技术人员、设计师以及运维人员提供科学选型依据。


二、产品概述

2.1 板式中效过滤器

板式中效过滤器是一种结构紧凑、安装便捷的空气过滤设备。其核心结构由滤材层、支撑框架和密封边组成,通常采用玻璃纤维、聚酯无纺布或合成材料作为滤料,具有良好的耐湿性和抗撕裂性。

特点

  • 结构简单,体积小;
  • 安装方便,适用于空间受限场合;
  • 压力损失较小;
  • 更换周期较短;
  • 过滤效率一般为F7~F9(EN 779标准)。

2.2 袋式中效过滤器

袋式中效过滤器因其滤材呈“袋状”而得名,通常由多个滤袋组成,通过骨架支撑形成一定的展开面积。滤材多为聚酯纤维或玻纤复合材料,具有较大的容尘量和较长的使用寿命。

特点

  • 容尘量大,寿命长;
  • 滤材展开面积大,压损低;
  • 更适合风量较大的系统;
  • 安装维护相对复杂;
  • 过滤效率同样为F7~F9级。

三、技术参数对比

以下表格列出了板式与袋式中效过滤器在关键技术参数上的对比:

参数项 板式中效过滤器 袋式中效过滤器
过滤等级(EN 779) F7 ~ F9 F7 ~ F9
额定风量(m³/h) 300 ~ 1500 1000 ~ 5000
初始阻力(Pa) 80 ~ 120 60 ~ 100
终阻力(Pa) ≤450 ≤450
容尘量(g) 200 ~ 400 600 ~ 1200
更换周期(月) 3 ~ 6 6 ~ 12
安装方式 插入式/法兰连接 法兰连接/卡槽固定
材质 玻璃纤维、聚酯无纺布 聚酯纤维、玻纤复合材料
应用场景 小型风机盘管、新风机组 大型中央空调、工业通风

注:以上数据来源于《ASHRAE Handbook》第23章(2020版)、中国《GB/T 14295-2019 空气过滤器》标准及部分厂商技术手册。


四、结构与工作原理比较

4.1 板式中效过滤器结构

板式中效过滤器采用平板结构,滤材夹在两层金属网之间,并用铝合金或镀锌钢板作为边框支撑。由于其结构扁平,占用空间小,适合嵌入在风道或设备内部。

优点

  • 占用空间小;
  • 初期投资较低;
  • 更换操作简便。

缺点

  • 滤材表面积有限,容尘能力弱;
  • 需频繁更换;
  • 不适用于高风量系统。

4.2 袋式中效过滤器结构

袋式中效过滤器由多个独立滤袋组成,每个滤袋通过钢丝或塑料骨架撑开,形成较大的过滤面积。滤袋数量通常为3~6个,甚至更多,以适应不同风量需求。

优点

  • 表面积大,过滤效率稳定;
  • 容尘能力强,延长使用寿命;
  • 适用于连续运行的大型系统。

缺点

  • 占用空间较大;
  • 安装难度较高;
  • 初期成本高于板式。

五、性能对比分析

5.1 过滤效率对比

根据国际标准EN 779:2012,中效过滤器按效率划分为F5~F9五个等级。板式与袋式中效过滤器通常集中在F7~F9区间。

过滤等级 效率范围(%) 代表颗粒粒径(μm)
F7 ≥80% >1.0
F8 ≥90% >1.0
F9 ≥95% >1.0

两种过滤器在相同等级下的过滤效率相差不大,但袋式因展开面积更大,在实际运行中更易保持稳定的效率水平。

5.2 压力损失对比

压力损失是衡量过滤器能耗的关键指标。一般来说,压力损失越低,风机能耗越小,运行成本越低。

类型 初始压损(Pa) 终压损(Pa) 平均使用周期内压损变化
板式 80 ~ 120 ≤450 较快上升
袋式 60 ~ 100 ≤450 缓慢上升

袋式过滤器因滤材面积大,初期压损更低,且随着使用时间的增长,压损上升速度较慢,有利于节能运行。

5.3 容尘量对比

容尘量是指过滤器在达到终阻力前所能捕集的灰尘总量,直接影响更换频率和运行维护成本。

类型 容尘量(g) 更换周期(月)
板式 200 ~ 400 3 ~ 6
袋式 600 ~ 1200 6 ~ 12

袋式过滤器容尘量明显优于板式,尤其适用于灰尘浓度较高的工业环境或公共场所。


六、应用场景对比

应用场景 推荐类型 原因说明
办公楼、住宅新风系统 板式 空间受限,风量适中,便于更换
医院手术室、实验室 袋式 对空气质量要求高,需长期稳定运行
工业厂房、洁净车间 袋式 粉尘浓度高,容尘量要求大
商场、酒店中央空调系统 袋式 风量大,需长时间运行
小型风机盘管机组 板式 成本控制,空间限制

七、经济性分析

7.1 初期投资对比

类型 单价(元) 适用风量范围(m³/h)
板式 100 ~ 300 300 ~ 1500
袋式 300 ~ 800 1000 ~ 5000

板式中效过滤器价格普遍低于袋式,适用于预算有限的小型项目。

7.2 使用成本对比(按年计算)

假设年运行时间为300天,每天运行8小时,风量为2000 m³/h,电费为1.0元/kWh,风机功率为1.5kW。

类型 更换次数 更换费用(元/年) 能耗费用(元/年) 总运行成本(元/年)
板式 2次 400 3600 4000
袋式 1次 600 3200 3800

尽管袋式初期投资略高,但由于其更长的使用寿命和更低的能耗表现,整体运行成本更具优势。


八、国内外研究现状与发展趋势

8.1 国外研究进展

美国ASHRAE(美国采暖制冷与空调工程师协会)在其《ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment》中明确指出,袋式过滤器在大型中央空调系统中具有更高的性价比和运行稳定性(ASHRAE, 2020)。欧洲标准EN 779:2012也对中效过滤器的分级和测试方法进行了详细规定。

此外,美国环保署(EPA)发布的《Indoor Air Quality in Commercial Buildings》报告指出,中效过滤器的应用可显著降低PM2.5浓度,提升室内空气质量(EPA, 2018)。

8.2 国内研究现状

我国自2019年起实施新版国家标准《GB/T 14295-2019 空气过滤器》,对中效过滤器的分类、性能测试及标识方法进行了规范。清华大学建筑学院在《暖通空调》期刊上发表的研究表明,袋式中效过滤器在医院净化系统中表现出更优的颗粒物去除效率(李强等,2021)。

近年来,国内厂商也在不断优化产品结构,例如采用纳米涂层、静电增强等新技术,提高过滤效率并降低能耗。

8.3 发展趋势

未来中效过滤器的发展方向主要包括:

  • 智能化监测:集成压差传感器、自动报警功能;
  • 绿色材料应用:开发可降解滤材,减少环境污染;
  • 模块化设计:便于快速更换与维护;
  • 多功能融合:结合除菌、除异味等功能,满足更高健康需求。

九、结论(注:原文未设结语章节)


参考文献

  1. ASHRAE. (2020). ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment. Atlanta: ASHRAE.
  2. EN 779:2012. Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance.
  3. EPA. (2018). Indoor Air Quality in Commercial Buildings. United States Environmental Protection Agency.
  4. 李强, 张伟, 王磊. (2021). "医院净化系统中中效过滤器性能对比研究". 《暖通空调》, 41(3), 45-50.
  5. GB/T 14295-2019. 空气过滤器. 中华人民共和国国家市场监督管理总局发布.
  6. 百度百科. (2023). 空气过滤器.
  7. 王志刚. (2022). "中效过滤器在HVAC系统中的应用与选型策略". 《建筑节能》, 50(6), 78-82.

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