中效箱式过滤器G4级标准的技术参数与测试方法
中效箱式过滤器G4级标准的技术参数与测试方法
一、引言
空气过滤器在现代工业、商业及民用建筑中发挥着重要作用，尤其在空气净化系统中，其性能直接影响室内空气质量。根据欧洲标准EN 779:2012和中国国家标准GB/T 14295-2019《空气过滤器》的相关规定，空气过滤器被划分为多个等级，其中G4级属于中效过滤器范畴，广泛应用于中央空调系统、洁净厂房、医院通风系统等领域。
本文将重点介绍中效箱式过滤器G4级的标准技术参数、测试方法及相关文献引用，力求全面展示该类产品的性能特征与评估体系。
二、产品概述
2.1 定义与分类
中效箱式过滤器是指采用框架结构、滤材为无纺布或合成纤维材料，安装于通风空调系统中用于拦截中等粒径颗粒物（通常为1.0~5.0 μm）的过滤设备。G4级是欧洲标准EN 779中对中效过滤器的一种分级方式，代表其具有较高的尘量负荷能力和过滤效率。
| 分类标准 | G4级 |
|---|---|
| 欧洲标准 | EN 779:2012 |
| 中国标准 | GB/T 14295-2019 |
| 美国标准 | ASHRAE 52.2（对应MERV 8~9） |
2.2 结构组成
典型的中效箱式过滤器G4级由以下几个部分组成：
| 组成部件 | 材料说明 |
|---|---|
| 外框 | 镀锌钢板、铝型材或塑料 |
| 滤材 | 合成纤维、聚酯无纺布 |
| 分隔板 | 波纹纸或热熔胶分隔 |
| 密封条 | 橡胶或海绵密封圈 |
| 手柄/安装孔 | 方便拆卸与更换 |
三、技术参数
G4级中效箱式过滤器的技术参数主要依据EN 779:2012和GB/T 14295-2019进行定义，以下为典型技术指标：
3.1 过滤效率
根据EN 779:2012，G4级过滤器的平均效率应满足如下要求：
| 测试粒子范围 | 平均效率（%） |
|---|---|
| 0.4 μm | ≥90% |
| 0.6–1.0 μm | ≥95% |
| >1.0 μm | ≥98% |
注：此处“平均效率”指在整个测试周期内对不同粒径粒子的综合捕集能力。
3.2 初始阻力与终阻力
| 参数 | 数值范围（Pa） |
|---|---|
| 初始阻力 | ≤80 Pa |
| 终阻力 | ≤250 Pa |
初始阻力是在新滤网未加载灰尘时的气流阻力，终阻力则是建议更换滤网时的大允许压降。
3.3 尘容量
尘容量（Dust Holding Capacity, DHC）是指滤网在达到终阻力前能吸附的灰尘总量，单位为g/m²。
| 标准 | 小尘容量 |
|---|---|
| EN 779:2012 | ≥500 g/m² |
| GB/T 14295-2019 | ≥400 g/m² |
3.4 面风速与处理风量
| 参数 | 典型值 |
|---|---|
| 面风速 | 2.5 m/s |
| 处理风量 | 1000–3000 m³/h（视尺寸而定） |
面风速影响滤材的使用寿命与过滤效率，过高的风速会导致滤材破损或效率下降。
3.5 尺寸规格
常见箱式过滤器尺寸包括但不限于：
| 类型 | 尺寸（mm） | 应用场景 |
|---|---|---|
| 484×484×22 | 484×484×22 | 中央空调风机盘管 |
| 592×592×45 | 592×592×45 | 工业净化系统 |
| 610×610×45 | 610×610×45 | 医疗洁净室 |
四、测试方法
4.1 过滤效率测试（EN 779:2012）
EN 779:2012标准规定了使用人工尘（ASHRAE Dust）对过滤器进行加载测试，并通过激光粒子计数器测量不同粒径段的穿透率。
测试步骤简述：
- 预处理：样品在标准温湿度条件下平衡24小时。
- 加载测试：以一定浓度的人工尘进行多次加载循环。
- 采样分析：在上下游分别采集空气样本，记录不同粒径段粒子数量。
- 计算效率：通过公式：
$$
text{效率} = left(1 – frac{C{text{out}}}{C{text{in}}} right) times 100%
$$
其中 $ C{text{out}} $ 为下游粒子浓度，$ C{text{in}} $ 为上游粒子浓度。
引用文献：
[1] European Committee for Standardization (CEN). EN 779:2012 – Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance. Brussels: CEN, 2012.
4.2 压力损失测试
压力损失测试即测定过滤器在特定风速下的初始阻力与终阻力。
测试装置示意图：
[进风口] → [流量调节阀] → [过滤器] → [差压计] → [排风口]测试过程中保持恒定风量，记录前后压差变化。
引用文献：
[2] 国家标准化管理委员会. GB/T 14295-2019 空气过滤器. 北京: 中国标准出版社, 2019.
4.3 尘容量测试
尘容量测试通常采用ASHRAE人工尘作为加载介质，模拟实际运行中的粉尘负载情况。
测试流程：
- 称重初始质量 $ M_0 $；
- 在恒定风速下连续加载ASHRAE尘；
- 每次加载后称重并记录压差；
- 达到终阻力后停止加载，称取终质量 $ M_n $；
- 计算尘容量：
$$
DHC = frac{M_n – M_0}{A}
$$
其中 $ A $ 为有效过滤面积（m²）。
引用文献：
[3] ASHRAE. ASHRAE Standard 52.1-1992 – Gravimetric and Dust-Spot Procedures for Testing Air-Cleaning Devices Used in General Ventilation for Removing Particulate Matter. Atlanta: ASHRAE, 1992.
4.4 滤材透气性测试
透气性测试用于评估滤材的空气阻力特性，通常使用透气仪测量单位时间内通过滤材的空气体积。
测试参数：
| 参数 | 单位 | 范围 |
|---|---|---|
| 透气量 | L/(m²·s) | 100–300 |
| 测试压力 | Pa | 12.5 或 250 |
五、国内外标准对比
| 指标 | EN 779:2012（欧洲） | GB/T 14295-2019（中国） | ASHRAE 52.2（美国） |
|---|---|---|---|
| 过滤效率 | 平均效率≥90% | 效率≥85% | MERV 8–9对应效率85%–95% |
| 初始阻力 | ≤80 Pa | ≤100 Pa | ≤80 Pa |
| 终阻力 | ≤250 Pa | ≤250 Pa | ≤450 Pa |
| 尘容量 | ≥500 g/m² | ≥400 g/m² | ≥500 g/m² |
| 加载尘源 | ASHRAE Dust | ASHRAE Dust | ASHRAE Dust |
从上表可以看出，虽然各国标准存在细微差异，但整体测试方法与性能指标趋于一致，体现了国际标准化趋势。
六、应用领域
G4级中效箱式过滤器因其良好的性价比和适中的过滤效率，广泛应用于以下场所：
| 应用领域 | 使用目的 |
|---|---|
| 商业写字楼 | 提高室内空气质量，延长高效过滤器寿命 |
| 医院病房 | 控制细菌传播，保障患者健康 |
| 工厂车间 | 减少空气中粉尘，保护生产设备 |
| 学校教室 | 改善学习环境，预防呼吸道疾病 |
| 数据中心 | 防止灰尘进入服务器机房，提高散热效率 |
七、选型与维护建议
7.1 选型因素
在选择G4级中效箱式过滤器时，应考虑以下因素：
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 风量匹配 | 确保过滤器额定风量与系统匹配 |
| 阻力控制 | 选用低初始阻力型号以降低能耗 |
| 安装空间 | 测量安装位置尺寸，避免干涉 |
| 替换周期 | 根据运行时间与压差监测决定更换频率 |
7.2 维护建议
| 项目 | 推荐做法 |
|---|---|
| 日常检查 | 每月检查压差是否接近终阻 |
| 更换周期 | 一般为6–12个月，具体视环境而定 |
| 清洁保养 | 不建议清洗，因清洗可能破坏滤材结构 |
| 存储条件 | 干燥、避光、远离腐蚀性气体 |
八、典型厂商与产品举例
以下为国内部分知名厂商及其G4级箱式过滤器产品信息（截至2024年）：
| 厂商名称 | 产品型号 | 初始阻力(Pa) | 过滤效率(0.4μm) | 尘容量(g/m²) |
|---|---|---|---|---|
| 苏州艾科玛 | AKM-G4-592 | ≤75 | ≥90% | ≥500 |
| 上海康斐尔 | KF-G4-484 | ≤70 | ≥92% | ≥520 |
| 广东金羚 | JL-G4-610 | ≤80 | ≥90% | ≥480 |
| 北京利德合 | LDH-G4-484 | ≤78 | ≥91% | ≥510 |
注：以上数据来源于各厂家官网公开资料，仅供参考。
参考文献
[1] European Committee for Standardization (CEN). EN 779:2012 – Particulate air filters for general ventilation – Determination of the filtration performance. Brussels: CEN, 2012.
[2] 国家标准化管理委员会. GB/T 14295-2019 空气过滤器. 北京: 中国标准出版社, 2019.
[3] ASHRAE. ASHRAE Standard 52.1-1992 – Gravimetric and Dust-Spot Procedures for Testing Air-Cleaning Devices Used in General Ventilation for Removing Particulate Matter. Atlanta: ASHRAE, 1992.
[4] ASHRAE. ASHRAE Standard 52.2-2017 – Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size. Atlanta: ASHRAE, 2017.
[5] 王志刚, 李建国. 空气过滤器原理与应用. 北京: 机械工业出版社, 2018.
[6] 张伟, 刘洋. 现代通风与空气净化技术. 上海: 同济大学出版社, 2020.
[7] Wikipedia. Air filter. Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Air_filter (Accessed: June 2024)
[8] 百度百科. 空气过滤器. Available at: https://baike.baidu.com/item/空气过滤器 (Accessed: June 2024)