基於EN 779標準的中效箱式空氣過濾器效率測試方法解析 引言 隨著空氣質量問題日益受到關注，空氣過濾技術在工業、商業及民用建築中的應用越來越廣泛。空氣過濾器作為空氣淨化係統的核心組件之一，其性...
基於EN 779標準的中效箱式空氣過濾器效率測試方法解析
引言
隨著空氣質量問題日益受到關注，空氣過濾技術在工業、商業及民用建築中的應用越來越廣泛。空氣過濾器作為空氣淨化係統的核心組件之一，其性能直接影響整個係統的淨化效果和運行成本。為了規範空氣過濾器的質量評估與分級體係，歐洲標準化委員會（CEN）製定了EN 779標準，該標準專門針對一般通風用空氣過濾器的測試方法進行了詳細規定，尤其適用於中效過濾器（如F5-F9等級）。本文將圍繞基於EN 779標準的中效箱式空氣過濾器效率測試方法進行深入解析，涵蓋測試原理、實驗設備、操作流程、關鍵參數及其影響因素，並結合國內外研究進展，係統性地闡述該標準的實際應用價值。
一、EN 779標準概述
1.1 標準背景與發展曆程
EN 779標準全稱為《General ventilation – Air filters for general ventilation – Determination of the filtration efficiency and classification》，即“一般通風用空氣過濾器 —— 過濾效率測定與分類”。該標準初發布於2002年，隨後於2012年進行了修訂更新，成為當前廣泛采用的標準版本。
EN 779標準主要適用於用於一般通風係統中的空氣過濾器，特別是用於去除空氣中顆粒物的中效和高效過濾器。它定義了不同過濾效率等級（F5至F9），並提供了統一的測試方法，以確保產品性能可比性和市場規範化。
1.2 適用範圍與分類體係
根據EN 779標準，空氣過濾器按照過濾效率被劃分為以下等級：
| 等級 | 名稱 | 平均效率範圍（%） |
|---|---|---|
| F5 | 中效一級 | ≥40 |
| F6 | 中效二級 | ≥60 |
| F7 | 高效一級 | ≥80 |
| F8 | 高效二級 | ≥90 |
| F9 | 高效三級 | ≥95 |
注：平均效率指對粒徑0.4 μm顆粒的過濾效率。
二、中效箱式空氣過濾器簡介
2.1 結構特點
中效箱式空氣過濾器通常由金屬或塑料框架、濾材層、密封墊片等組成。其核心濾材多為合成纖維材料，如聚酯無紡布、玻璃纖維複合材料等，具有較高的容塵量和機械強度。
2.2 應用領域
中效過濾器廣泛應用於醫院、潔淨室、實驗室、數據中心、食品加工車間、辦公樓等場所，主要用於去除空氣中的中等粒徑顆粒物（如花粉、灰塵、細菌載體等），為後續高效過濾提供預處理保障。
三、EN 779測試方法詳解
3.1 測試原理
EN 779標準規定的測試方法主要基於計重法（Arrestance Test）和計數法（Efficiency Test）兩種方式，其中後者為主要評價依據。
- 計重法：通過測量過濾前後空氣中懸浮顆粒物的質量變化來評估過濾器的捕集能力。
- 計數法：使用粒子計數器測量過濾前後空氣中特定粒徑範圍內的顆粒數量，計算過濾效率。
測試過程中使用的標準粉塵為AC細灰（Arizona Test Dust, A1 Ultrafine），其粒徑分布如下表所示：
| 粒徑範圍（μm） | 占比（%） |
|---|---|
| <0.3 | 10 |
| 0.3–0.4 | 20 |
| 0.4–0.5 | 25 |
| 0.5–1.0 | 30 |
| >1.0 | 15 |
3.2 實驗裝置與流程
EN 779測試通常在風洞試驗台上完成，主要包括以下組成部分：
- 風機係統
- 氣溶膠發生器
- 粒子計數器（上下遊各一台）
- 溫濕度控製裝置
- 壓差測量裝置
- 數據采集係統
測試步驟簡述：
- 安裝待測過濾器；
- 調節氣流速度至額定風速（通常為1.5 m/s）；
- 發生標準粉塵氣溶膠；
- 分別測量上下遊的顆粒濃度；
- 計算過濾效率；
- 記錄壓差變化；
- 重複加載粉塵直至達到終阻力（通常為450 Pa）；
- 綜合評定過濾器性能。
3.3 關鍵測試參數
| 參數名稱 | 單位 | 典型值/說明 |
|---|---|---|
| 初始壓差 | Pa | ≤80 |
| 終阻力 | Pa | 450 |
| 額定風速 | m/s | 1.5 |
| 測試粒徑 | μm | 0.4 |
| 測試粉塵類型 | – | Arizona Test Dust A1 Ultrafine |
| 上遊顆粒濃度 | #/cm³ | 100,000 |
| 效率計算方式 | % | (上遊濃度 – 下遊濃度) / 上遊濃度 × 100% |
四、影響測試結果的主要因素分析
4.1 粉塵種類與濃度
不同的測試粉塵會導致測試結果產生差異。例如，AC細灰因其廣泛的粒徑分布和穩定的物理特性，被國際標準廣泛采用。若使用其他替代粉塵，需進行校準以保證數據一致性。
4.2 流速與流量波動
EN 779要求測試過程中保持恒定風速（1.5 m/s），過高或過低的風速會影響顆粒物的運動軌跡和過濾機製，進而影響效率測試結果。
4.3 濾材結構與厚度
濾材的孔隙率、纖維直徑、堆積密度等因素直接影響過濾效率與壓降。研究表明，纖維越細、排列越密，過濾效率越高，但同時壓降也會增加。
4.4 溫濕度環境
高濕度環境下，顆粒物易吸濕團聚，改變其實際粒徑；低溫則可能影響氣溶膠穩定性。因此，測試過程中應嚴格控製溫濕度條件（通常為23±2°C，RH 50±5%）。
五、國內外研究現狀與對比分析
5.1 國內研究進展
近年來，中國在空氣過濾器標準化方麵取得顯著進展。國家標準GB/T 14295《空氣過濾器》在一定程度上參考了EN 779標準，並結合國內實際情況進行了調整。例如，部分企業開始采用自動化的測試平台提高測試精度與效率。
清華大學環境學院在《暖通空調》期刊中指出，國產中效過濾器在F7等級以上已基本實現與進口產品的性能接軌，但在耐久性與一致性方麵仍有提升空間。
5.2 國外研究動態
德國Fraunhofer研究所長期從事空氣過濾器性能評估工作，其研究顯示，在EN 779標準下，F7等級以上的中效過濾器能夠有效去除PM2.5顆粒物，適用於室內空氣質量改善項目。
美國ASHRAE協會在其Standard 52.2中也提出了類似的測試方法，但其更強調對不同粒徑段的分級效率測試，與EN 779相比更為細致。
六、典型測試案例分析
以下為某品牌F7等級中效箱式過濾器的測試數據匯總：
| 測試階段 | 上遊顆粒數（# / L） | 下遊顆粒數（# / L） | 過濾效率（%） | 壓差（Pa） |
|---|---|---|---|---|
| 初始狀態 | 100,000 | 18,000 | 82.0 | 60 |
| 加載50 g粉塵 | 100,000 | 19,500 | 80.5 | 95 |
| 加載100 g粉塵 | 100,000 | 21,000 | 79.0 | 130 |
| 加載至終阻 | 100,000 | 23,000 | 77.0 | 450 |
從上述數據可見，隨著粉塵加載量的增加，過濾效率略有下降，而壓差顯著上升，這符合中效過濾器的一般性能特征。
七、標準實施的意義與挑戰
7.1 行業意義
EN 779標準的推廣有助於建立統一的產品質量評估體係，促進空氣過濾器行業的健康發展，提升用戶對產品質量的認知度與信任度。
7.2 存在的問題
盡管EN 779標準已被廣泛接受，但仍存在一些局限性：
- 測試周期較長：完整測試需持續數十小時，不利於快速檢測；
- 粉塵來源受限：AC細灰獲取成本較高，且不易保存；
- 缺乏對新型汙染物的覆蓋：如病毒、VOCs等未納入測試範疇；
- 區域適應性不足：不同國家氣候與空氣質量差異大，需因地製宜調整測試條件。
參考文獻
- CEN. EN 779:2012. General ventilation – Air filters for general ventilation – Determination of the filtration efficiency and classification.
- GB/T 14295-2019. 空氣過濾器 [S]. 北京: 中國標準出版社, 2019.
- ASHRAE Standard 52.2-2017. Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size.
- Fraunhofer Institute for Building Physics IBP. Air Filter Performance Report, 2021.
- 清華大學環境學院. 空氣過濾器性能測試與評價方法研究[J]. 暖通空調, 2020, 50(6): 45-50.
- 百度百科. 空氣過濾器 [EB/OL]. http://baike.baidu.com/item/%E7%A9%BA%E6%B0%94%E8%BF%87%E6%BB%A4%E5%99%A8, 2024-04-15.
- ISO 16890-2016. Air filter for general ventilation – Testing and classification for particulate air filtration (ePM).
- 吳曉紅, 李強. 中效空氣過濾器在HVAC係統中的應用分析[J]. 製冷與空調, 2021, 15(3): 22-26.
本文內容僅供參考，具體測試應以現行標準文件為準。
