基於EN 779標準的板式中效空氣過濾器性能測試方法 引言 隨著工業化和城市化的快速發展，空氣質量問題日益受到重視。空氣過濾器作為空氣淨化係統中的關鍵組成部分，廣泛應用於工業、醫療、商業及住宅環...
基於EN 779標準的板式中效空氣過濾器性能測試方法
引言
隨著工業化和城市化的快速發展，空氣質量問題日益受到重視。空氣過濾器作為空氣淨化係統中的關鍵組成部分，廣泛應用於工業、醫療、商業及住宅環境中。其中，板式中效空氣過濾器因其結構緊湊、安裝方便、性價比高等特點，在通風與空調係統中占據重要地位。
為了規範空氣過濾器的性能評估，歐洲標準化委員會（CEN）製定了EN 779:2012《一般通風用空氣過濾器 —— 分級、要求和試驗》標準。該標準詳細規定了過濾器在不同粒徑範圍內的效率分級、容塵量、壓降等關鍵性能參數，並明確了相應的測試方法。本文將圍繞EN 779標準，深入探討板式中效空氣過濾器的性能測試方法，包括其分類、測試流程、關鍵指標及實際應用分析。
板式中效空氣過濾器概述
定義與結構特點
板式中效空氣過濾器是一種用於去除空氣中較大顆粒物（如灰塵、花粉、微生物等）的設備，通常采用合成纖維或玻璃纖維材料製成濾材，安裝於框架中形成平板結構。其厚度一般為20~40mm，適用於中央空調係統的中間淨化環節。
應用領域
- 商業建築通風係統
- 醫院潔淨室初/中級過濾
- 工廠車間空氣淨化
- 潔淨廠房HVAC係統
主要技術參數
| 參數名稱 | 單位 | 典型值範圍 |
|---|---|---|
| 初始阻力 | Pa | 50~120 |
| 平均計重效率 | % | 65%~90% |
| 粒子計數效率 | %（≥1μm） | 30%~80% |
| 過濾等級 | – | F5-F9 |
| 容塵量 | g/m² | 300~800 |
| 使用壽命 | 小時 | 2000~8000 |
EN 779標準簡介
標準背景與發展曆程
EN 779標準初於2002年發布，2012年進行了修訂更新，成為目前廣泛采用的空氣過濾器性能評估標準之一。它替代了早期的DIN 24185標準，並與ISO 16890標準形成互補關係，後者更側重於基於PM顆粒物質量的過濾效率分級。
EN 779標準主要適用於一般通風用途的空氣過濾器，不適用於高效微粒空氣過濾器（HEPA）或超高效過濾器（ULPA）。該標準通過一係列實驗室測試，對過濾器進行分級，並提供性能數據以供選擇參考。
標準適用範圍
- 通風與空調係統中使用的空氣過濾器
- 按照額定風速測試的空氣過濾器
- 用於去除懸浮顆粒物（氣溶膠）的過濾器
測試原理與方法
根據EN 779標準，板式中效空氣過濾器的主要測試項目包括：
- 初始壓降測試
- 平均計重效率測試
- 粒子計數效率測試
- 容塵量測試
以下分別介紹各項測試的具體方法與操作流程。
1. 初始壓降測試
目的
測量過濾器在清潔狀態下對空氣流動產生的阻力，即初始壓降（Initial Pressure Drop），用於評估能耗與風機匹配性。
測試條件
- 額定風速：0.75 m/s ± 0.05 m/s
- 環境溫度：20°C ± 5°C
- 空氣濕度：< 70% RH
測試設備
- 差壓傳感器
- 風速儀
- 風洞裝置
數據記錄與計算
| 風速 (m/s) | 初始壓降 (Pa) |
|---|---|
| 0.75 | 78 |
2. 平均計重效率測試（Average Arrestance）
目的
評估過濾器對大顆粒汙染物（如粉塵、棉絮）的攔截能力，反映其對可見顆粒的去除效果。
測試流程
- 在測試風洞中引入已知濃度的人工塵埃（ASHRAE人工塵）
- 連續運行至過濾器達到終阻力（通常為初始壓降的2倍）
- 收集前後段塵埃質量，計算計重效率：
$$ eta{text{arrestance}} = frac{M{text{before}} – M{text{after}}}{M{text{before}}} times 100% $$
測試結果示例
| 測試階段 | 塵埃質量 (g) | 計重效率 (%) |
|---|---|---|
| 初始 | 50.0 | 0 |
| 中間 | 20.5 | 59.0 |
| 終止 | 8.2 | 83.6 |
3. 粒子計數效率測試（Fractional Efficiency）
目的
測定過濾器對不同粒徑範圍內粒子的過濾效率，特別是對1.0 μm以上顆粒的捕獲能力。
測試粒徑範圍
- ≥0.4 μm
- ≥0.7 μm
- ≥1.0 μm
測試設備
- 激光粒子計數器（LPC）
- 氣溶膠發生器（DEHS或KCl）
- 風洞係統
測試結果示例
| 粒徑範圍 (μm) | 上遊粒子數 (#/cm³) | 下遊粒子數 (#/cm³) | 效率 (%) |
|---|---|---|---|
| ≥0.4 | 10,000 | 6,200 | 38.0 |
| ≥0.7 | 8,500 | 3,400 | 60.0 |
| ≥1.0 | 6,300 | 1,260 | 80.0 |
4. 容塵量測試（Dust Holding Capacity）
目的
衡量過濾器在達到終阻力前能夠容納的塵埃總量，是判斷使用壽命的重要指標。
測試方法
- 持續引入人工塵埃
- 監測壓差變化
- 當壓差達到初始值的兩倍時停止測試
- 稱量收集到的塵埃質量
測試結果示例
| 過濾器型號 | 容塵量 (g/m²) | 終阻力 (Pa) |
|---|---|---|
| PAF-300 | 450 | 160 |
| PAF-450 | 620 | 180 |
性能分級與比較
根據EN 779標準，中效空氣過濾器按平均計重效率劃分為F5至F9五個等級：
| 等級 | 平均計重效率 (%) | 粒子計數效率 (≥1μm) (%) |
|---|---|---|
| F5 | 40 ~ 60 | 30 ~ 40 |
| F6 | 60 ~ 80 | 40 ~ 60 |
| F7 | 80 ~ 90 | 60 ~ 80 |
| F8 | 90 ~ 95 | 80 ~ 90 |
| F9 | >95 | >90 |
不同等級產品對比
| 指標 | F5 | F7 | F9 |
|---|---|---|---|
| 初始壓降 (Pa) | 50~80 | 70~100 | 90~120 |
| 容塵量 (g/m²) | 300~500 | 500~700 | 600~800 |
| 使用壽命 (h) | 2000~4000 | 4000~6000 | 6000~8000 |
| 價格（元/個） | 120~180 | 200~280 | 300~400 |
國內外研究現狀與實踐應用
國內研究進展
中國自2010年起逐步引進並推廣EN 779標準，相關研究主要集中在以下幾個方麵：
-
本地化測試方法改進
如清華大學與中建西南院合作，針對國產濾材開發適應EN 779標準的測試平台，提高了測試精度與重複性（王等，2016）。 -
節能與壽命優化
同濟大學研究表明，通過優化濾材孔隙結構可提高容塵量達20%，延長使用壽命約15%（李等，2018）。 -
智能監控係統集成
華中科技大學開發出基於物聯網的過濾器狀態監測係統，實現壓差、效率的實時反饋與預警功能（張等，2020）。
國際研究成果
-
德國Fraunhofer研究所
對比不同等級過濾器在醫院手術室中的表現，發現F7等級過濾器在控製細菌濃度方麵優於F5等級，但能耗增加約12%（Schulze et al., 2015）。 -
美國ASHRAE標準融合研究
美國供暖製冷空調工程師學會（ASHRAE）在其手冊中引用EN 779標準，並建議在新建項目中優先選用F7及以上等級過濾器（ASHRAE Handbook, 2020）。 -
日本JIS標準兼容性分析
日本工業標準（JIS B 9908）與EN 779在測試方法上高度一致，但在容塵量定義上略有差異，需注意標準轉換時的數據一致性（Yamamoto, 2017）。
結構設計與選型建議
結構設計要點
- 濾材選擇：推薦使用聚酯纖維複合濾紙，兼顧強度與透氣性。
- 支撐結構：采用鍍鋅鋼板或鋁合金邊框，防止變形。
- 密封處理：邊緣加裝海綿條或橡膠墊圈，確保安裝嚴密。
選型建議
| 使用場景 | 推薦等級 | 理由說明 |
|---|---|---|
| 商業辦公場所 | F7 | 平衡成本與空氣質量要求 |
| 醫療機構普通病房 | F8 | 控製細菌傳播風險 |
| 實驗室與潔淨車間 | F9 | 高效去除微小顆粒汙染物 |
| 工業廠房除塵係統 | F6 | 成本可控，適用於粗塵環境 |
實際案例分析
案例一：某大型商場HVAC係統改造
原使用F5等級過濾器，每季度更換一次，存在頻繁堵塞、能耗高問題。改造後采用F7等級板式中效過濾器，壓降降低15%，年更換次數減少至兩次，綜合運行成本下降約20%。
案例二：某三甲醫院手術室淨化工程
采用F9等級板式中效+HEPA組合過濾方案，術後感染率下降12%，PM2.5去除率達99.9%，符合GB/T 14295-2008《空氣過濾器》標準要求。
參考文獻
- European Committee for Standardization. (2012). EN 779:2012 – Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance. Brussels.
- ASHRAE. (2020). ASHRAE Handbook – HVAC Systems and Equipment. Atlanta.
- 王偉, 李明, 張強. (2016). "基於EN 779標準的空氣過濾器測試平台設計." 暖通空調, 46(8), 112–116.
- 李華, 劉洋. (2018). "中效空氣過濾器濾材優化研究." 建築科學, 34(3), 78–82.
- 張磊, 趙鵬. (2020). "基於物聯網的空氣過濾器智能監控係統設計." 自動化儀表, 41(5), 45–49.
- Schulze, T., Müller, R., & Hoffmann, H. (2015). "Performance comparison of F7 and F9 filters in hospital environments." Indoor Air, 25(4), 401–410.
- Yamamoto, K. (2017). "Comparison between JIS and EN standards for air filter testing." Journal of the Japan Society of Air Conditioning Engineers, 31(2), 105–112.
（全文完）
