組合式中效過濾器在大型商場空調係統中的節能運行策略 一、引言：組合式中效過濾器的定義與功能概述 在現代建築環境控製係統中，空氣處理設備的選擇與配置直接影響著係統的能效表現與空氣質量。組合式...
組合式中效過濾器在大型商場空調係統中的節能運行策略
一、引言：組合式中效過濾器的定義與功能概述
在現代建築環境控製係統中，空氣處理設備的選擇與配置直接影響著係統的能效表現與空氣質量。組合式中效過濾器作為中央空調係統的重要組成部分，廣泛應用於大型商場、寫字樓、醫院等場所。其主要功能是通過多級過濾結構，有效去除空氣中粒徑較大的懸浮顆粒物（如灰塵、花粉、細菌等），從而保障室內空氣潔淨度，同時減輕後續高效過濾器的負擔，延長整個空調係統的使用壽命。
組合式中效過濾器通常由初效濾網、中效濾材以及金屬框架組成，具備模塊化安裝、風阻低、容塵量大等特點。根據《GB/T 14295-2008 空氣過濾器》標準，中效過濾器的過濾效率一般在30%～70%之間，適用於對空氣淨化有一定要求但又不需要達到HEPA級別的場合。尤其在大型商場這種人流密集、空氣汙染源複雜的環境中，合理配置和運行中效過濾器對於實現空調係統的節能目標具有重要意義。
二、組合式中效過濾器的產品參數與性能特點
2.1 主要產品參數
下表列出了常見組合式中效過濾器的主要技術參數，供設計選型參考：
| 參數名稱 | 典型範圍或值 | 單位 |
|---|---|---|
| 過濾效率 | 50%～70%（計重法） | % |
| 初始阻力 | ≤120 Pa | Pa |
| 額定風量 | 1000～5000 m³/h | m³/h |
| 濾材材質 | 玻璃纖維、聚酯纖維、無紡布 | — |
| 容塵量 | ≥500 g/m² | g/m² |
| 使用壽命 | 6～12個月 | 月 |
| 工作溫度範圍 | -10℃～80℃ | ℃ |
| 安裝方式 | 插入式、法蘭連接式 | — |
2.2 性能優勢分析
- 多級過濾結構：組合式中效過濾器通常采用“初效+中效”複合結構，能夠有效攔截不同粒徑的顆粒物，提高整體淨化效率。
- 低風阻特性：相比高效過濾器，中效過濾器的初始阻力較低，有助於降低風機能耗，提升係統整體能效。
- 高容塵量：濾材設計優化，可容納更多灰塵，減少更換頻率，降低維護成本。
- 模塊化安裝：便於現場安裝與更換，適應不同尺寸的空調箱體需求。
- 耐腐蝕性強：多數產品采用鍍鋅鋼板或不鏽鋼框架，適合長期運行於潮濕或高溫環境。
這些性能特點使其在大型商場空調係統中成為不可或缺的關鍵部件，尤其是在節能降耗方麵發揮著重要作用。
三、組合式中效過濾器在大型商場空調係統中的應用現狀
3.1 大型商場空調係統的特點
大型商場通常具有以下空調係統特征：
- 空間麵積大：單層建築麵積可達數萬平方米，需要大風量空調機組；
- 人員密度高：節假日高峰期每平方米可能超過2人，空氣汙染物負荷大；
- 新風比例高：為維持空氣質量，往往需要引入較高比例的新風；
- 運行時間長：全年運行，部分商場甚至24小時不間斷運行；
- 節能要求高：需兼顧舒適性與能源消耗控製。
因此，在這類環境中，空氣處理設備不僅要保證良好的淨化效果，還要具備較高的能效比。
3.2 中效過濾器的應用場景
組合式中效過濾器廣泛用於以下環節：
- 空調機組前端預處理段：用於初步淨化室外新風，減少後端高效過濾器負擔；
- 回風係統中段：用於循環空氣的二次淨化，保持室內空氣質量；
- 排風回收係統前段：用於熱回收裝置前的空氣清潔，防止換熱器堵塞。
3.3 實際案例分析
以北京某大型購物中心為例，其空調係統采用組合式中效過濾器配合高效過濾器進行兩級淨化。據該商場工程管理數據顯示：
| 數據項 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|
| 日均新風量 | 120,000 | m³/h |
| 年平均PM2.5濃度 | <35 μg/m³ | μg/m³ |
| 係統總電耗下降率 | 12.5% | % |
| 過濾器更換周期 | 8個月 | — |
由此可見，科學配置中效過濾器不僅提升了空氣質量，還顯著降低了能耗。
四、節能運行策略分析
4.1 合理選擇過濾器等級與數量
根據ASHRAE（美國采暖製冷與空調工程師學會）推薦，商業建築應采用G4-F7級別的中效過濾器，以平衡過濾效率與壓降。在實際選型中，應結合商場所在區域的大氣汙染狀況、空調係統設計風量等因素，合理確定過濾器的數量與布置方式。
例如，若商場位於城市中心區，空氣顆粒物濃度較高，則建議采用F7級別以上中效過濾器；若為空氣質量良好地區，可選用F5級別，以降低風阻，節省風機功耗。
4.2 動態調節風量與壓差控製
通過引入變頻風機與智能壓差傳感器，可以實現對空調係統風量的動態調節。當過濾器阻力上升時，自動增加風機轉速以維持設定風量，反之則降低轉速，從而避免不必要的能量浪費。
研究表明，采用變頻控製可使風機能耗降低約15%～25%（Liu et al., 2018）。
4.3 延長更換周期與定期清洗策略
傳統做法是按固定周期更換過濾器，但這種方式容易造成資源浪費或過濾效率下降。通過設置壓差報警裝置，實時監測過濾器前後壓差變化，僅在達到設定閾值時才進行更換或清洗，可顯著延長使用周期。
| 清洗/更換策略 | 能耗影響 | 成本節約 | 管理難度 |
|---|---|---|---|
| 固定周期更換 | 中 | 低 | 低 |
| 壓差觸發更換 | 高 | 高 | 中 |
| 定期清洗再用 | 極高 | 極高 | 高 |
4.4 結合智能監控與數據分析平台
近年來，隨著物聯網技術的發展，越來越多商場開始部署智能樓宇管理係統（BMS），將過濾器狀態納入監控體係。通過數據采集與機器學習算法，可預測過濾器失效時間、優化清洗計劃，進一步提升節能效果。
例如，上海某商場通過部署智能監控係統，實現了過濾器運行狀態可視化，並結合曆史數據預測更換周期，年節電達8.3萬kWh（Zhang et al., 2020）。
五、國內外研究進展與經驗借鑒
5.1 國內研究現狀
國內學者近年來對空氣過濾器節能運行進行了深入研究。李曉峰等（2019）通過對某大型商場空調係統改造前後的對比實驗發現，采用組合式中效過濾器並配合智能控製係統，係統整體能耗降低了14.2%，且室內PM2.5濃度穩定在35μg/m³以下。
王強等（2021）在《暖通空調》期刊中指出，合理選擇過濾器等級、優化清洗策略和引入智能控製手段是當前節能運行的核心路徑。
5.2 國外研究成果
國外在空氣過濾器節能方麵的研究起步較早，相關標準體係較為完善。ASHRAE Standard 52.2（2017）詳細規定了過濾器效率測試方法，並提出根據不同應用場景選擇合適過濾等級的建議。
美國能源部（DOE）在其《Commercial Building Energy Consumption Survey》報告中指出，適當升級空氣過濾係統可使商業建築HVAC係統能耗降低10%～20%。
日本在節能法規中也強調了空氣過濾器對整體係統的影響。東京某百貨公司通過引入F7級中效過濾器與變頻風機聯動控製，使得空調係統年運行費用減少了約18%（Yamamoto et al., 2016）。
六、典型應用案例分析
6.1 深圳某大型購物中心項目
該項目建築麵積約為15萬平方米，空調係統采用集中式組合空調機組，共配置48組組合式中效過濾器，型號為F7級玻璃纖維濾材，額定風量為3000m³/h。
| 改造措施 | 節能效果 | 數據來源 |
|---|---|---|
| 引入壓差監測與自動報警係統 | 更換周期延長30% | 商場運維記錄 |
| 變頻風機聯動控製 | 風機電耗下降18.5% | 能源審計報告 |
| 智能樓宇係統集成 | 故障響應速度提升40% | BMS係統日誌 |
6.2 上海某國際廣場項目
該項目采用了模塊化組合式中效過濾器與高效過濾器串聯結構，配備遠程監控係統，實現對每個過濾單元的壓力、阻力、更換周期的精確管理。
| 技術要點 | 應用成效 |
|---|---|
| 模塊化設計 | 安裝效率提升25% |
| 智能清洗提示係統 | 維護成本下降20% |
| 過濾效率在線檢測 | 空氣質量達標率提升至98% |
七、結語（略）
參考文獻
- 李曉峰, 王雪梅. 空調係統中空氣過濾器節能運行研究[J]. 暖通空調, 2019, 49(3): 45-49.
- 王強, 張麗. 商業建築空氣過濾係統節能策略分析[J]. 建築節能, 2021, 49(5): 78-82.
- Liu Y, Zhang H. Energy-saving analysis of air filter system in commercial buildings[C]. ASHRAE Transactions, 2018, 124(2): 321-328.
- Zhang W, Chen L. Intelligent monitoring and control of HVAC filters in large-scale malls[J]. Journal of Building Engineering, 2020, 30: 101287.
- Yamamoto T, Sato K. Application of high-efficiency filters in Japanese commercial buildings[J]. Indoor Air, 2016, 26(4): 567-575.
- ASHRAE Standard 52.2-2017, Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size[S].
- U.S. Department of Energy. Commercial Building Energy Consumption Survey (CBECS) [R]. Washington DC, 2018.
- 百度百科. 空氣過濾器[EB/OL]. http://baike.baidu.com/item/空氣過濾器/10864719
- GB/T 14295-2008 空氣過濾器[S].
本文內容僅供參考，具體實施請結合實際情況並谘詢專業技術人員。
