过滤器的分类 (Types of Air Filters)
过滤器的分类 (Types of Air Filters)
joasun 2025-04-16

空气过滤器的分类 (Types of Air Filters)

空气过滤器可以从多个维度进行分类,最常见的包括按过滤效率、结构形式和采用的过滤介质或原理。

  1. 按过滤效率等级 (By Efficiency Rating):

    • 这是最重要和最常用的分类方法,直接关系到过滤器能去除多小颗粒物的能力。不同国家和地区有不同的分级标准(具体标准见下一节),但大致可分为以下等级:

    • 初效过滤器 (Primary / Pre-filters):

      • 典型效率范围: 大致对应旧欧标        EN779 的 G1-G4 级;美标        ASHRAE 52.2 的 MERV 1-8 级;国际标准 ISO 16890 的 ISO Coarse 等级(对>10μm颗粒物计重效率)。

      • 主要功能: 过滤大颗粒灰尘(如 >5-10μm),如可见的灰尘、棉絮、毛发、昆虫、沙砾等。主要目的是保护其后更高级别的中效或高效过滤器,防止它们过快堵塞,延长其使用寿命,同时也能保护 HVAC 设备(如盘管)不被大颗粒物污染。

      • 特点: 阻力低,价格便宜,容尘量相对较低(但目标是大颗粒)。

      • 常见介质: 合成纤维、玻璃纤维粗毡、可清洗的金属网等。

    • 中效过滤器 (Medium-efficiency Filters):

      • 典型效率范围: 大致对应旧欧标        EN779 的 F5-F9 级(特别是        F7-F9 常被认为是中高效);美标 ASHRAE 52.2 的 MERV 9-14 级;国际标准 ISO 16890 的 ePM10、ePM2.5(对 PM10 和 PM2.5 颗粒的计数效率达到一定百分比)。

      • 主要功能: 过滤中等大小的颗粒物(如 1-10μm),如花粉、大部分霉菌孢子、较大的细菌、水泥粉尘、细微的灰尘等。广泛应用于商业建筑(写字楼、商场)的中央空调系统、普通工业通风、医院非关键区域、或作为高效过滤器的前置保护。

      • 特点: 在效率、阻力、容尘量和成本之间取得了较好的平衡。

      • 常见介质: 熔喷复合纤维、玻璃纤维,常采用褶皱或袋式结构以增大过滤面积。部分产品会采用静电驻极技术提升效率。

    • 高中效 / 亚高效过滤器 (High-Medium / Sub-HEPA       Filters):

      • 典型效率范围: 大致对应旧欧标        EN1822 的 H10-H12 级;美标        ASHRAE 52.2 的 MERV 15-16 级;国际标准 ISO 16890 的 ePM1(对 PM1 颗粒具有较高计数效率)。

      • 主要功能: 效率介于中效和真正的高效(HEPA)之间。用于对空气洁净度有较高要求,但又不需要达到 HEPA 级别的场所,或者作为 HEPA 过滤器的预过滤。能有效过滤 <1μm 的更小颗粒。

      • 应用: 医院普通区域、实验室、食品加工、电子厂房的辅助区域、高端住宅或商用空调系统。

      • 常见介质: 超细玻璃纤维、精细合成纤维,通常采用密褶结构,安装在坚固的框架内。

    • 高效过滤器 (HEPA - High-Efficiency Particulate Air / Arrestance):

      • 核心定义: HEPA 不是一种结构或材料,而是一个效率标准。其定义根据标准不同略有差异:

        • 美标 (DOE-STD-3020 / MIL-STD-282): 对         0.3 微米 粒径颗粒的单次通过过滤效率 ≥ 99.97%

        • 欧标/国际标准 (EN 1822 / ISO 29463): 定义了 H13 和         H14 等级。

          • H13:MPPS (最易穿透粒径) 的过滤效率 ≥ 99.95%

          • H14:MPPS 的过滤效率 ≥ 99.995%(注意:MPPS 通常在 0.1-0.25 微米之间,不一定是 0.3 微米)

      • 主要功能: 去除包括细菌、病毒载体(飞沫核)、烟尘等在内的极细微颗粒物,提供高度洁净的空气。

      • 应用: 要求严苛的洁净环境,如手术室、生物安全柜、隔离病房、半导体/电子厂房的核心洁净区、制药车间、核工业、高端家用/医用空气净化器等。

      • 特点: 阻力较高,价格昂贵,对安装密封性要求极高(防止旁漏)。

      • 常见介质: 超细玻璃纤维滤纸,采用密褶结构(深褶或浅褶/小型褶)。

    • 超高效过滤器 (ULPA - Ultra-Low Penetration Air / Arrestance):

      • 核心定义: 效率标准比        HEPA 更高。同样根据 EN 1822 / ISO 29463 标准定义:

        • U15: 对         MPPS 效率 ≥ 99.9995%

        • U16: 对         MPPS 效率 ≥ 99.99995%

        • U17: 对         MPPS 效率 ≥ 99.999995%

      • 主要功能: 提供最高级别的空气洁净度,去除比 HEPA 能够去除的更细小的颗粒物。

      • 应用: 要求最严格的微电子工业(如芯片制造)、顶级的生物安全实验室、核工业等对空气悬浮粒子控制极其敏感的场所。

      • 特点: 阻力非常高,价格极其昂贵,安装要求最为苛刻。

      • 常见介质: 结构类似        HEPA,但使用更细密、更高等级的超细玻璃纤维滤纸。

  2. 按结构形式 (By Structure):

    • 描述过滤器的物理构造,这影响其过滤面积、容尘量、安装方式和适用场合。

    • 板式过滤器 (Panel Filters):

      • 结构: 将过滤材料(平铺或简单折叠)固定在一个扁平的框架(纸质、金属或塑料)内。

      • 特点: 结构简单,占用空间小,易于更换。过滤面积相对较小(除非内部褶皱),容尘量有限。

      • 常见应用: HVAC 系统的初效过滤、家用空调或风扇的简单防尘网。

    • 袋式过滤器 (Bag / Pocket Filters):

      • 结构: 将滤料缝制成多个长条形的袋子(Pockets),袋口固定在一个坚固的框架上。空气从袋口进入,通过袋壁滤料流出。

      • 特点: 在相同的迎风面积下,提供了非常大的过滤面积,因此容尘量大,阻力相对较低,使用寿命长。

      • 常见应用: HVAC 系统的中效或高中效过滤,是商业和工业通风系统中最常见的形式之一。

    • 折叠式 / 褶式过滤器 (Pleated Filters):

      • 结构: 将滤料进行规则的折叠(打褶),以在有限的框架体积内极大地增加过滤面积。褶皱可以是浅褶或深褶。

      • 特点: 相比平板式,效率更高,容尘量更大,寿命更长。几乎所有效率等级(从初效到超高效)和多种结构形式(板式、箱式、筒式)都可以采用褶式设计。

      • 常见应用: 广泛应用于各种场合,从家用到工业。HEPA/ULPA 过滤器几乎都是褶式结构,并常使用分隔物(铝箔隔板、热熔胶线)来保持褶皱间距,确保气流均匀通过。

    • 筒式 / 滤筒式过滤器 (Cartridge Filters):

      • 结构: 滤料(通常是褶式)围绕中心骨架形成圆柱形或锥形。

      • 特点: 结构紧凑,承压能力好,过滤面积大,便于安装和更换。特别适用于需要反吹清灰的工业除尘系统。

      • 常见应用: 工业除尘器、燃气轮机和空压机的进气过滤、汽车发动机进气滤芯、部分真空吸尘器和空气净化器。

    • 箱式过滤器 (Box Filters / Rigid Cell Filters):

      • 结构: 通常指具有坚固外框(金属或塑料)、内部采用密褶滤料(如 V 型结构或深褶结构)的过滤器。

      • 特点: 结构稳定,不易变形,风量大,适用于高风速或环境较差的场合。V 型(或 W 型)结构能最大限度地增加滤料面积。

      • 常见应用: 高效(HEPA/ULPA)过滤器的常见形式,也用于对结构强度要求高的中高效过滤场合。

  3. 按过滤介质 / 原理 (By Media / Principle):

    • 关注过滤器内部使用的核心材料或主要工作方式。注意:此分类与前两者有交叉。

    • 机械式过滤器 (Mechanical Filters):

      • 原理: 主要依靠纤维材料通过拦截、惯性碰撞、扩散等物理机制捕获颗粒物。

      • 介质: 玻璃纤维、合成纤维(如聚丙烯 PP、聚酯 PET)、植物纤维等。这是最基础和最广泛应用的类型。

    • 静电式过滤器 (Electrostatic Filters):

      • 原理: 利用静电场力吸引和捕获颗粒物。

      • 类型:

        • 被动式 (驻极体): 滤材本身带有静电荷(Electret Media)。

        • 主动式 (ESP): 需要外加高压电源产生电场(Electrostatic Precipitator)。

      • 特点: 驻极体滤材可在低阻力下实现较高初始效率;ESP 可清洗,但可能产生臭氧。

    • 活性炭过滤器 (Activated Carbon Filters):

      • 原理: 利用活性炭的多孔结构和巨大表面积吸附气态污染物和异味分子。

      • 形式: 颗粒活性炭填充、活性炭纤维毡、蜂窝状活性炭块、将活性炭粉末附着在基材上等。

      • 应用: 去除 VOCs、异味,通常与颗粒物过滤器组合使用。

    • 复合过滤器 (Composite / Hybrid Filters):

      • 结构: 将不同功能或效率等级的滤材组合在同一个过滤器单元中。

      • 示例: 家用空气净化器中常见的 “初效滤网 + HEPA 滤网 + 活性炭滤网” 三合一或多合一滤芯。

    • 光触媒 / UV 等杀菌过滤器 (Photocatalyst / UV       Sterilization Filters):

      • 原理:

        • UV-C: 使用特定波长的紫外线直接照射,破坏微生物(细菌、病毒)的 DNA/RNA,使其失活。

        • 光触媒 (Photocatalyst): 通常使用二氧化钛 (TiO2) 等材料,在紫外光照射下产生强氧化性自由基,分解有机污染物、异味和部分微生物。

      • 特点: 主要起杀菌消毒分解气态污染物的作用,本身不直接去除颗粒物。通常作为辅助功能,与颗粒物过滤器配合使用。效果依赖于紫外强度、照射时间、空气接触充分性等。


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