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板式中效过滤网在中央空调系统中的能效优化分析

城南二哥2025-06-05 10:45:55抗菌面料资讯46来源：抗菌_抗菌布料_抗菌面料网

板式中效过滤网在中央空调系统中的能效优化分析

一、引言

随着建筑能耗的持续增长，中央空调系统的节能问题日益受到重视。作为空调系统的重要组成部分，空气过滤器在保障室内空气质量的同时，也对系统的运行效率和能耗产生直接影响。板式中效过滤网（Medium Efficiency Panel Filter）因其结构紧凑、阻力适中、过滤效率高等特点，在商用与民用中央空调系统中得到了广泛应用。

本文旨在深入探讨板式中效过滤网在中央空调系统中的作用机制及其对系统能效的影响，结合国内外研究成果与实际案例，分析其在不同应用场景下的性能表现，并通过参数对比与能效评估模型，提出优化建议。文章还将引用国内外权威文献资料，力求为工程设计、设备选型及运维管理提供科学依据。

二、板式中效过滤网的基本原理与分类

2.1 基本构造与工作原理

板式中效过滤网通常由滤材（如合成纤维、玻璃纤维）、支撑框架（多为铝合金或塑料材质）以及密封材料组成。其核心功能是通过物理拦截、惯性碰撞、扩散等机制去除空气中粒径在0.5～5μm之间的悬浮颗粒物，从而提升室内空气质量并保护后续空调设备。

根据《GB/T 14295-2008 空气过滤器》国家标准，中效过滤器按效率分为F7、F8、F9三个等级，分别对应EN 779:2012标准下的G4-F9等级划分：

过滤等级	EN 779:2012标准	捕集效率（Arrestance）	颗粒粒径范围
F7	M5	80%~90%	0.4～1.0 μm
F8	M6	90%~95%	0.4～1.0 μm
F9	F9	>95%	0.4～1.0 μm

说明：捕集效率是指在特定测试条件下过滤器对人工尘埃粒子的平均拦截能力。

2.2 分类与适用场景

按照安装位置与功能需求，板式中效过滤网可分为以下几类：

类型	安装位置	主要功能	典型应用环境
初级中效过滤网	新风入口后段	拦截大颗粒粉尘	商场、办公楼
中效预处理过滤网	表冷器前	保护热交换器免受污染	医院、洁净室
多层复合中效过滤网	回风系统	提升空气循环净化效果	学校、酒店

三、板式中效过滤网在中央空调系统中的作用

3.1 提高空气质量

中效过滤网可有效去除PM2.5、花粉、细菌孢子等有害颗粒，显著改善室内空气质量。据中国疾病预防控制中心研究显示，采用F8及以上等级的中效过滤器，可使室内PM2.5浓度降低约30%~50%。

3.2 保护空调设备

中效过滤网位于初效与高效过滤之间，起到承上启下的作用。它能够有效防止灰尘沉积在风机盘管、表冷器、加热器等关键部件上，延长设备使用寿命并减少维护频率。

3.3 降低能耗

虽然过滤器本身会带来一定的风阻，但合理的过滤配置可以避免因积尘造成的系统压力损失增大，从而维持风机运行效率。美国ASHRAE（美国采暖、制冷与空调工程师学会）指出，定期更换或清洗中效过滤器可节省空调系统年能耗约5%~10%。

四、板式中效过滤网对中央空调系统能效的影响因素分析

4.1 阻力特性与压降关系

过滤器的初始阻力一般在50~150 Pa之间，随着使用时间的增加，阻力逐步上升。当阻力超过设定值时，风机需加大功率以维持风量，进而导致能耗上升。

过滤等级	初始阻力（Pa）	终阻力（Pa）	建议更换周期
F7	50~80	150~200	6~12个月
F8	80~120	180~250	6~9个月
F9	100~150	200~300	3~6个月

来源：ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment, 2020.

4.2 过滤效率与能耗平衡

过滤效率越高，其带来的阻力越大，因此在选择过滤等级时应综合考虑环境空气质量、系统负荷与节能要求。例如，在空气质量较差的城市区域，宜选用F8~F9等级；而在郊区或空气质量优良地区，F7等级即可满足需求。

4.3 清洗与更换策略

定期清洗或更换中效过滤网有助于保持系统稳定运行。国内某高校实验表明，未及时更换的F8过滤器会导致系统风机功耗增加约12%，而定期更换则可维持原有能效水平。

五、国内外研究现状与案例分析

5.1 国内研究进展

5.1.1 清华大学研究

清华大学建筑学院于2021年发表的研究论文《基于生命周期成本分析的中央空调过滤系统优化研究》指出，采用F8中效过滤器配合智能控制系统，可实现年节电率7.3%，同时降低维护成本15%以上。

5.1.2 中国建筑科学研究院报告

中国建研院发布的《绿色建筑评价标准实施指南》中强调，中效过滤器应作为中央空调系统“三级过滤”的核心环节，推荐在办公建筑中优先选用F8级别产品。

5.2 国外研究动态

5.2.1 ASHRAE研究

ASHRAE Standard 52.2-2017规定了空气过滤器效率测试方法，并建议在商业建筑中使用MERV 13~16级别的过滤器以提高室内空气质量。尽管MERV 13已属高效范畴，但在部分欧洲国家，仍推荐采用F8+F9组合方案以实现更优性价比。

5.2.2 欧洲能源署（IEA）报告

IEA在其《Building Energy Efficiency Policies》报告中指出，合理配置中效过滤器可降低建筑通风系统能耗约8%~12%，尤其适用于高湿度与高粉尘环境。

六、能效优化模型与计算分析

6.1 能效评估指标

常用的能效评估指标包括：

单位风量能耗（kW·h/(m³/h)）
全年运行费用（元/年）
过滤器全生命周期成本（LCC）

6.2 能效优化模型构建

以某大型商场中央空调系统为例，假设其总风量为50,000 m³/h，风机功率为15 kW，年运行时间为3,000小时。

不同过滤等级下的能效比较如下：

过滤等级	年更换次数	单价（元）	总耗材成本（元/年）	风机额外功耗增量（%）	年电费增加（元）	总成本（元）
F7	1	120	120	2%	900	1,020
F8	2	180	360	4%	1,800	2,160
F9	4	250	1,000	7%	3,150	4,150

备注：电价按0.6元/kWh计，风机功率15 kW，年运行3,000小时。

从上述数据可见，虽然F9过滤效率高，但由于更换频率高且风阻大，反而造成整体成本上升。相比之下，F8在过滤效率与经济性之间取得了较好平衡。

七、产品选型与优化建议

7.1 选型原则

根据空气质量选择过滤等级：城市中心区建议F8以上，郊区可选用F7。
匹配系统风量与风速：确保过滤器迎面风速不超过2.5 m/s，以免影响过滤效率。
考虑维护便利性：优先选择易于拆卸与更换的产品，便于定期清洁与更换。

7.2 推荐品牌与产品参数对比

品牌	型号	过滤等级	尺寸（mm）	初始阻力（Pa）	过滤效率（%）	材质	价格区间（元）
Camfil	Hi-Flo M8	F8	484×484×46	110	≥90	合成纤维	200~250
Donaldson	Synteq XP	F9	610×610×46	140	≥95	玻璃纤维	300~350
上海科盈	KY-MEF8	F8	592×592×46	100	90	PET+PP	150~180
苏州艾吉克	AGK-ZY800	F7	484×484×46	70	85	合成纤维	100~130

数据来源：各厂商官网及公开招标文件。

7.3 智能化改造建议

引入智能监控系统，实时监测过滤器压差变化，并设置自动报警阈值。通过物联网技术实现远程维护提醒，有助于提高管理效率并降低人工巡检成本。

八、结论与展望（略）

参考文献

GB/T 14295-2008. 空气过滤器[S].
ASHRAE Standard 52.2-2017. Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size[S].
清华大学建筑学院. 基于生命周期成本分析的中央空调过滤系统优化研究[J]. 暖通空调, 2021, 51(3): 45-52.
中国建筑科学研究院. 绿色建筑评价标准实施指南[Z]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2020.
IEA (International Energy Agency). Building Energy Efficiency Policies[R]. Paris: IEA Publications, 2019.
Camfil. Hi-Flo M8 Technical Data Sheet[EB/OL]. https://www.camfil.com/, 2023.
Donaldson Company. Synteq XP Product Catalogue[EB/OL]. https://www.donaldson.com/, 2022.
上海科盈环保设备有限公司. KY系列中效过滤器说明书[Z]. 2021.
苏州艾吉克环保科技有限公司. AGK-ZY系列过滤器技术参数表[Z]. 2020.

如需获取文中涉及产品的详细参数表或能效评估工具模板，请联系相关厂商或查阅专业数据库资源。