基于EN 779标准的中效箱式空气过滤器效率测试方法解析
引言
随着空气质量问题日益受到关注，空气过滤技术在工业、商业及民用建筑中的应用越来越广泛。空气过滤器作为空气净化系统的核心组件之一，其性能直接影响整个系统的净化效果和运行成本。为了规范空气过滤器的质量评估与分级体系，欧洲标准化委员会（CEN）制定了EN 779标准，该标准专门针对一般通风用空气过滤器的测试方法进行了详细规定，尤其适用于中效过滤器（如F5-F9等级）。本文将围绕基于EN 779标准的中效箱式空气过滤器效率测试方法进行深入解析，涵盖测试原理、实验设备、操作流程、关键参数及其影响因素，并结合国内外研究进展，系统性地阐述该标准的实际应用价值。
一、EN 779标准概述
1.1 标准背景与发展历程
EN 779标准全称为《General ventilation – Air filters for general ventilation – Determination of the filtration efficiency and classification》，即“一般通风用空气过滤器 —— 过滤效率测定与分类”。该标准最初发布于2002年，随后于2012年进行了修订更新，成为当前广泛采用的标准版本。
EN 779标准主要适用于用于一般通风系统中的空气过滤器，特别是用于去除空气中颗粒物的中效和高效过滤器。它定义了不同过滤效率等级（F5至F9），并提供了统一的测试方法，以确保产品性能可比性和市场规范化。
1.2 适用范围与分类体系
根据EN 779标准，空气过滤器按照过滤效率被划分为以下等级：
| 等级 | 名称 | 平均效率范围（%） |
|---|---|---|
| F5 | 中效一级 | ≥40 |
| F6 | 中效二级 | ≥60 |
| F7 | 高效一级 | ≥80 |
| F8 | 高效二级 | ≥90 |
| F9 | 高效三级 | ≥95 |
注：平均效率指对粒径0.4 μm颗粒的过滤效率。
二、中效箱式空气过滤器简介
2.1 结构特点
中效箱式空气过滤器通常由金属或塑料框架、滤材层、密封垫片等组成。其核心滤材多为合成纤维材料，如聚酯无纺布、玻璃纤维复合材料等，具有较高的容尘量和机械强度。
2.2 应用领域
中效过滤器广泛应用于医院、洁净室、实验室、数据中心、食品加工车间、办公楼等场所，主要用于去除空气中的中等粒径颗粒物（如花粉、灰尘、细菌载体等），为后续高效过滤提供预处理保障。
三、EN 779测试方法详解
3.1 测试原理
EN 779标准规定的测试方法主要基于计重法（Arrestance Test）和计数法（Efficiency Test）两种方式，其中后者为主要评价依据。
- 计重法：通过测量过滤前后空气中悬浮颗粒物的质量变化来评估过滤器的捕集能力。
- 计数法：使用粒子计数器测量过滤前后空气中特定粒径范围内的颗粒数量，计算过滤效率。
测试过程中使用的标准粉尘为AC细灰（Arizona Test Dust, A1 Ultrafine），其粒径分布如下表所示：
| 粒径范围（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 实验装置与流程
EN 779测试通常在风洞试验台上完成，主要包括以下组成部分：
- 风机系统
- 气溶胶发生器
- 粒子计数器（上下游各一台）
- 温湿度控制装置
- 压差测量装置
- 数据采集系统
测试步骤简述：
- 安装待测过滤器；
- 调节气流速度至额定风速（通常为1.5 m/s）；
- 发生标准粉尘气溶胶；
- 分别测量上下游的颗粒浓度；
- 计算过滤效率；
- 记录压差变化；
- 重复加载粉尘直至达到终阻力（通常为450 Pa）；
- 综合评定过滤器性能。
3.3 关键测试参数
| 参数名称 | 单位 | 典型值/说明 |
|---|---|---|
| 初始压差 | Pa | ≤80 |
| 终阻力 | Pa | 450 |
| 额定风速 | m/s | 1.5 |
| 测试粒径 | μm | 0.4 |
| 测试粉尘类型 | – | Arizona Test Dust A1 Ultrafine |
| 上游颗粒浓度 | #/cm³ | 100,000 |
| 效率计算方式 | % | (上游浓度 – 下游浓度) / 上游浓度 × 100% |
四、影响测试结果的主要因素分析
4.1 粉尘种类与浓度
不同的测试粉尘会导致测试结果产生差异。例如，AC细灰因其广泛的粒径分布和稳定的物理特性，被国际标准广泛采用。若使用其他替代粉尘，需进行校准以保证数据一致性。
4.2 流速与流量波动
EN 779要求测试过程中保持恒定风速（1.5 m/s），过高或过低的风速会影响颗粒物的运动轨迹和过滤机制，进而影响效率测试结果。
4.3 滤材结构与厚度
滤材的孔隙率、纤维直径、堆积密度等因素直接影响过滤效率与压降。研究表明，纤维越细、排列越密，过滤效率越高，但同时压降也会增加。
4.4 温湿度环境
高湿度环境下，颗粒物易吸湿团聚，改变其实际粒径；低温则可能影响气溶胶稳定性。因此，测试过程中应严格控制温湿度条件（通常为23±2°C，RH 50±5%）。
五、国内外研究现状与对比分析
5.1 国内研究进展
近年来，中国在空气过滤器标准化方面取得显著进展。国家标准GB/T 14295《空气过滤器》在一定程度上参考了EN 779标准，并结合国内实际情况进行了调整。例如，部分企业开始采用自动化的测试平台提高测试精度与效率。
清华大学环境学院在《暖通空调》期刊中指出，国产中效过滤器在F7等级以上已基本实现与进口产品的性能接轨，但在耐久性与一致性方面仍有提升空间。
5.2 国外研究动态
德国Fraunhofer研究所长期从事空气过滤器性能评估工作，其研究显示，在EN 779标准下，F7等级以上的中效过滤器能够有效去除PM2.5颗粒物，适用于室内空气质量改善项目。
美国ASHRAE协会在其Standard 52.2中也提出了类似的测试方法，但其更强调对不同粒径段的分级效率测试，与EN 779相比更为细致。
六、典型测试案例分析
以下为某品牌F7等级中效箱式过滤器的测试数据汇总：
| 测试阶段 | 上游颗粒数（# / L） | 下游颗粒数（# / L） | 过滤效率（%） | 压差（Pa） |
|---|---|---|---|---|
| 初始状态 | 100,000 | 18,000 | 82.0 | 60 |
| 加载50 g粉尘 | 100,000 | 19,500 | 80.5 | 95 |
| 加载100 g粉尘 | 100,000 | 21,000 | 79.0 | 130 |
| 加载至终阻 | 100,000 | 23,000 | 77.0 | 450 |
从上述数据可见，随着粉尘加载量的增加，过滤效率略有下降，而压差显著上升，这符合中效过滤器的一般性能特征。
七、标准实施的意义与挑战
7.1 行业意义
EN 779标准的推广有助于建立统一的产品质量评估体系，促进空气过滤器行业的健康发展，提升用户对产品质量的认知度与信任度。
7.2 存在的问题
尽管EN 779标准已被广泛接受，但仍存在一些局限性：
- 测试周期较长：完整测试需持续数十小时，不利于快速检测；
- 粉尘来源受限：AC细灰获取成本较高，且不易保存；
- 缺乏对新型污染物的覆盖：如病毒、VOCs等未纳入测试范畴；
- 区域适应性不足：不同国家气候与空气质量差异大，需因地制宜调整测试条件。
参考文献
- CEN. EN 779:2012. General ventilation – Air filters for general ventilation – Determination of the filtration efficiency and classification.
- GB/T 14295-2019. 空气过滤器 [S]. 北京: 中国标准出版社, 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.
- 清华大学环境学院. 空气过滤器性能测试与评价方法研究[J]. 暖通空调, 2020, 50(6): 45-50.
- 百度百科. 空气过滤器 [EB/OL]. https://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).
- 吴晓红, 李强. 中效空气过滤器在HVAC系统中的应用分析[J]. 制冷与空调, 2021, 15(3): 22-26.
本文内容仅供参考，具体测试应以现行标准文件为准。
