组合式中效过滤器在大型商场空调系统中的节能运行策略

一、引言：组合式中效过滤器的定义与功能概述

在现代建筑环境控制系统中，空气处理设备的选择与配置直接影响着系统的能效表现与空气质量。组合式中效过滤器作为中央空调系统的重要组成部分，广泛应用于大型商场、写字楼、医院等场所。其主要功能是通过多级过滤结构，有效去除空气中粒径较大的悬浮颗粒物（如灰尘、花粉、细菌等），从而保障室内空气洁净度，同时减轻后续高效过滤器的负担，延长整个空调系统的使用寿命。

组合式中效过滤器通常由初效滤网、中效滤材以及金属框架组成，具备模块化安装、风阻低、容尘量大等特点。根据《GB/T 14295-2008 空气过滤器》标准，中效过滤器的过滤效率一般在30%～70%之间，适用于对空气净化有一定要求但又不需要达到HEPA级别的场合。尤其在大型商场这种人流密集、空气污染源复杂的环境中，合理配置和运行中效过滤器对于实现空调系统的节能目标具有重要意义。

二、组合式中效过滤器的产品参数与性能特点

2.1 主要产品参数

下表列出了常见组合式中效过滤器的主要技术参数，供设计选型参考：

参数名称	典型范围或值	单位
过滤效率	50%～70%（计重法）	%
初始阻力	≤120 Pa	Pa
额定风量	1000～5000 m³/h	m³/h
滤材材质	玻璃纤维、聚酯纤维、无纺布	—
容尘量	≥500 g/m²	g/m²
使用寿命	6～12个月	月
工作温度范围	-10℃～80℃	℃
安装方式	插入式、法兰连接式	—

2.2 性能优势分析

多级过滤结构：组合式中效过滤器通常采用“初效+中效”复合结构，能够有效拦截不同粒径的颗粒物，提高整体净化效率。
低风阻特性：相比高效过滤器，中效过滤器的初始阻力较低，有助于降低风机能耗，提升系统整体能效。
高容尘量：滤材设计优化，可容纳更多灰尘，减少更换频率，降低维护成本。
模块化安装：便于现场安装与更换，适应不同尺寸的空调箱体需求。
耐腐蚀性强：多数产品采用镀锌钢板或不锈钢框架，适合长期运行于潮湿或高温环境。

这些性能特点使其在大型商场空调系统中成为不可或缺的关键部件，尤其是在节能降耗方面发挥着重要作用。

三、组合式中效过滤器在大型商场空调系统中的应用现状

3.1 大型商场空调系统的特点

大型商场通常具有以下空调系统特征：

空间面积大：单层建筑面积可达数万平方米，需要大风量空调机组；
人员密度高：节假日高峰期每平方米可能超过2人，空气污染物负荷大；
新风比例高：为维持空气质量，往往需要引入较高比例的新风；
运行时间长：全年运行，部分商场甚至24小时不间断运行；
节能要求高：需兼顾舒适性与能源消耗控制。

因此，在这类环境中，空气处理设备不仅要保证良好的净化效果，还要具备较高的能效比。

3.2 中效过滤器的应用场景

组合式中效过滤器广泛用于以下环节：

空调机组前端预处理段：用于初步净化室外新风，减少后端高效过滤器负担；
回风系统中段：用于循环空气的二次净化，保持室内空气质量；
排风回收系统前段：用于热回收装置前的空气清洁，防止换热器堵塞。

3.3 实际案例分析

以北京某大型购物中心为例，其空调系统采用组合式中效过滤器配合高效过滤器进行两级净化。据该商场工程管理数据显示：

数据项	数值	单位
日均新风量	120,000	m³/h
年平均PM2.5浓度	<35 μg/m³	μg/m³
系统总电耗下降率	12.5%	%
过滤器更换周期	8个月	—

由此可见，科学配置中效过滤器不仅提升了空气质量，还显著降低了能耗。

四、节能运行策略分析

4.1 合理选择过滤器等级与数量

根据ASHRAE（美国采暖制冷与空调工程师学会）推荐，商业建筑应采用G4-F7级别的中效过滤器，以平衡过滤效率与压降。在实际选型中，应结合商场所在区域的大气污染状况、空调系统设计风量等因素，合理确定过滤器的数量与布置方式。

例如，若商场位于城市中心区，空气颗粒物浓度较高，则建议采用F7级别以上中效过滤器；若为空气质量良好地区，可选用F5级别，以降低风阻，节省风机功耗。

4.2 动态调节风量与压差控制

通过引入变频风机与智能压差传感器，可以实现对空调系统风量的动态调节。当过滤器阻力上升时，自动增加风机转速以维持设定风量，反之则降低转速，从而避免不必要的能量浪费。

研究表明，采用变频控制可使风机能耗降低约15%～25%（Liu et al., 2018）。

4.3 延长更换周期与定期清洗策略

传统做法是按固定周期更换过滤器，但这种方式容易造成资源浪费或过滤效率下降。通过设置压差报警装置，实时监测过滤器前后压差变化，仅在达到设定阈值时才进行更换或清洗，可显著延长使用周期。

清洗/更换策略	能耗影响	成本节约	管理难度
固定周期更换	中	低	低
压差触发更换	高	高	中
定期清洗再用	极高	极高	高

4.4 结合智能监控与数据分析平台

近年来，随着物联网技术的发展，越来越多商场开始部署智能楼宇管理系统（BMS），将过滤器状态纳入监控体系。通过数据采集与机器学习算法，可预测过滤器失效时间、优化清洗计划，进一步提升节能效果。

例如，上海某商场通过部署智能监控系统，实现了过滤器运行状态可视化，并结合历史数据预测更换周期，年节电达8.3万kWh（Zhang et al., 2020）。

五、国内外研究进展与经验借鉴

5.1 国内研究现状

国内学者近年来对空气过滤器节能运行进行了深入研究。李晓峰等（2019）通过对某大型商场空调系统改造前后的对比实验发现，采用组合式中效过滤器并配合智能控制系统，系统整体能耗降低了14.2%，且室内PM2.5浓度稳定在35μg/m³以下。

王强等（2021）在《暖通空调》期刊中指出，合理选择过滤器等级、优化清洗策略和引入智能控制手段是当前节能运行的核心路径。

5.2 国外研究成果

国外在空气过滤器节能方面的研究起步较早，相关标准体系较为完善。ASHRAE Standard 52.2（2017）详细规定了过滤器效率测试方法，并提出根据不同应用场景选择合适过滤等级的建议。

美国能源部（DOE）在其《Commercial Building Energy Consumption Survey》报告中指出，适当升级空气过滤系统可使商业建筑HVAC系统能耗降低10%～20%。

日本在节能法规中也强调了空气过滤器对整体系统的影响。东京某百货公司通过引入F7级中效过滤器与变频风机联动控制，使得空调系统年运行费用减少了约18%（Yamamoto et al., 2016）。

六、典型应用案例分析

6.1 深圳某大型购物中心项目

该项目建筑面积约为15万平方米，空调系统采用集中式组合空调机组，共配置48组组合式中效过滤器，型号为F7级玻璃纤维滤材，额定风量为3000m³/h。

改造措施	节能效果	数据来源
引入压差监测与自动报警系统	更换周期延长30%	商场运维记录
变频风机联动控制	风机电耗下降18.5%	能源审计报告
智能楼宇系统集成	故障响应速度提升40%	BMS系统日志

6.2 上海某国际广场项目

该项目采用了模块化组合式中效过滤器与高效过滤器串联结构，配备远程监控系统，实现对每个过滤单元的压力、阻力、更换周期的精确管理。

技术要点	应用成效
模块化设计	安装效率提升25%
智能清洗提示系统	维护成本下降20%
过滤效率在线检测	空气质量达标率提升至98%

七、结语（略）

参考文献

李晓峰, 王雪梅. 空调系统中空气过滤器节能运行研究[J]. 暖通空调, 2019, 49(3): 45-49.
王强, 张丽. 商业建筑空气过滤系统节能策略分析[J]. 建筑节能, 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. 空气过滤器[EB/OL]. https://baike.baidu.com/item/空气过滤器/10864719
GB/T 14295-2008 空气过滤器[S].

本文内容仅供参考，具体实施请结合实际情况并咨询专业技术人员。