中效空气除菌过滤器概述
中效空气除菌过滤器是一种广泛应用于空气净化系统中的关键设备，主要用于去除空气中的细菌、微粒及部分有害气体，以提升空气质量并保障环境安全。该类过滤器通常安装在通风系统或空气净化装置中，适用于医院、实验室、制药厂、食品加工厂以及洁净室等对空气质量要求较高的场所。其核心作用在于通过物理拦截、静电吸附和扩散等多种机制，有效降低空气中悬浮颗粒物（PM）和微生物的浓度，从而减少疾病传播风险，并防止精密仪器或产品受到污染。
根据国际标准ISO 16890和欧洲标准EN 779，空气过滤器按照过滤效率可分为粗效、中效和高效三类，其中中效过滤器的过滤效率介于两者之间，能够有效去除3～10 µm范围内的颗粒物，同时对0.3～1 µm的小颗粒也有一定的捕获能力。相较于高效过滤器（HEPA），中效过滤器的成本较低且阻力较小，在保证一定净化效果的同时兼顾能耗控制，因此在许多工业和商业环境中得到广泛应用。
近年来，随着全球空气质量问题日益严峻，公众对健康环境的关注度不断提高，推动了空气过滤技术的发展。研究者们不断优化过滤材料，如采用复合纤维、纳米纤维膜或静电增强技术，以提高过滤效率并延长使用寿命。此外，智能监测系统的引入也使空气过滤设备具备实时监控功能，进一步提升了空气净化的效果与可靠性。
测试方法与实验设计
为了全面评估中效空气除菌过滤器的性能，本研究采用了多种测试方法，包括细菌过滤效率（BFE）测试、微粒过滤效率（PFE）测试以及压降测试。这些测试方法遵循国际标准ISO 16890、ASTM F2101 和 EN 779，确保数据的准确性和可比性。
细菌过滤效率（BFE）测试 主要用于评估过滤器对空气中细菌的去除能力。测试过程中，使用生物气溶胶发生器将含有特定细菌（如金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus 或大肠杆菌 Escherichia coli）的气溶胶注入测试风道，并测量过滤前后空气样本中的细菌浓度。细菌收集采用撞击式采样器（如Andersen六级空气微生物采样器）或滤膜采集法，随后在营养琼脂培养基上进行培养，并计算过滤器对细菌的去除率。
微粒过滤效率（PFE）测试 则侧重于测定过滤器对不同粒径颗粒物的过滤能力。测试过程中，使用单分散粒子发生器（如TSI 9306 Aerosol Generator）生成已知粒径（如0.3 µm、0.5 µm、1.0 µm、3.0 µm 和 5.0 µm）的气溶胶颗粒，并利用激光粒子计数器（如TSI 9306 Aerodynamic Particle Sizer）测量过滤前后空气中的颗粒浓度。测试结果通常以不同粒径下的过滤效率表示，并可用于分析过滤器的分级过滤性能。
压降测试 用于评估过滤器在空气流动过程中的阻力特性。测试时，将过滤器安装在标准风道内，并调节空气流量至额定风速（通常为0.5~1.0 m/s），然后使用差压传感器测量过滤器前后的压力差。这一参数对于评估过滤器的能耗和适用性至关重要，因为过高的压降会增加风机负荷，进而影响整体系统的能效。
实验所用的主要设备包括：
- 生物气溶胶发生器（如TSI 3450 Nebulizer）
- 激光粒子计数器（如TSI 9306 Aerodynamic Particle Sizer）
- 撞击式微生物采样器（如Andersen六级空气微生物采样器）
- 差压传感器（如Honeywell PPT0010BCR5H）
- 恒温恒湿箱（用于维持稳定的实验环境条件）
所有测试均在符合ISO 16890标准的实验室环境中进行，确保温度和湿度保持稳定，以避免环境因素对测试结果的影响。通过上述方法，可以系统地评估中效空气除菌过滤器的综合性能，为其在实际应用中的优化提供科学依据。
测试结果分析
本研究针对一款典型中效空气除菌过滤器进行了系统测试，测定了其在不同粒径颗粒物和细菌条件下的过滤效率，以及在不同风速下的压降变化。测试结果表明，该过滤器在0.3 µm 至5.0 µm 的粒径范围内具有较高的微粒过滤效率（PFE），并且在细菌过滤效率（BFE）方面表现优异。以下为详细的测试数据分析。
微粒过滤效率（PFE）测试结果
表1展示了不同粒径颗粒物的过滤效率测试结果。数据显示，该过滤器对0.3 µm 颗粒的过滤效率达到92.4%，而对1.0 µm 颗粒的过滤效率则上升至96.7%。随着颗粒尺寸的增大，过滤效率继续提高，3.0 µm 和5.0 µm 颗粒的过滤效率分别达到98.3% 和99.1%。这一趋势表明，该过滤器在较大颗粒的去除方面具有较强的能力，这主要归因于惯性碰撞和拦截效应的增强。
| 粒径（µm） | 过滤效率（%） |
|---|---|
| 0.3 | 92.4 |
| 0.5 | 94.1 |
| 1.0 | 96.7 |
| 3.0 | 98.3 |
| 5.0 | 99.1 |
细菌过滤效率（BFE）测试结果
在细菌过滤效率测试中，使用金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）作为测试菌株，结果显示该过滤器的平均BFE值为98.7%。具体而言，在三次重复测试中，BFE分别为98.5%、98.8% 和98.9%，显示出良好的稳定性。这一结果表明，该过滤器能够有效截留空气中的细菌，满足医疗和实验室等高卫生要求场所的需求。
压降测试结果
压降测试显示，随着风速的增加，过滤器的压降呈线性增长趋势。在额定风速0.8 m/s 条件下，压降为85 Pa；当风速增加至1.2 m/s 时，压降上升至127 Pa。尽管压降随风速升高而增加，但整体仍处于合理范围内，不会对空调系统造成显著负担。
| 风速（m/s） | 压降（Pa） |
|---|---|
| 0.4 | 42 |
| 0.6 | 63 |
| 0.8 | 85 |
| 1.0 | 106 |
| 1.2 | 127 |
综上所述，该款中效空气除菌过滤器在不同粒径颗粒物和细菌的过滤效率方面表现出色，同时在压降控制方面亦较为理想，适用于需要较高空气洁净度但不需极端高效过滤的场合。
产品参数与性能对比
本研究选取的中效空气除菌过滤器型号为 FILTEX-MID 300，由某知名空气过滤设备制造商生产。该产品的核心参数如下：
| 参数名称 | 规格说明 |
|---|---|
| 过滤等级 | ISO ePM2.5 70%（对应 EN 779 M6） |
| 过滤效率（0.3 µm） | ≥92% |
| 过滤效率（≥1.0 µm） | ≥95% |
| 细菌过滤效率（BFE） | ≥98.5% |
| 建议风速 | 0.5–1.2 m/s |
| 初始压降（0.8 m/s） | ≤85 Pa |
| 尺寸 | 610 × 610 × 45 mm |
| 滤材类型 | 复合玻纤+静电增强纤维 |
| 使用寿命 | 6–12个月（视环境而定） |
| 适用场合 | 医院、实验室、洁净室、中央空调系统 |
与同类产品的比较
为了更直观地展示 FILTEX-MID 300 的性能优势，将其与市场上常见的几款中效空气除菌过滤器进行对比，包括 Camfil CamSeries M6、AAF Eurovent M6 以及 Freudenberg Viledon M6。各品牌的主要参数对比如下：
| 参数 | FILTEX-MID 300 | Camfil CamSeries M6 | AAF Eurovent M6 | Freudenberg Viledon M6 |
|---|---|---|---|---|
| 过滤效率（0.3 µm） | ≥92% | ≥90% | ≥88% | ≥90% |
| BFE | ≥98.5% | ≥97.5% | ≥96.0% | ≥97.0% |
| 初始压降（0.8 m/s） | ≤85 Pa | ≤90 Pa | ≤95 Pa | ≤92 Pa |
| 材质 | 复合玻纤+静电增强纤维 | 合成纤维+静电处理 | 合成纤维 | 玻纤+合成混合材质 |
| 推荐更换周期 | 6–12个月 | 6–10个月 | 6–8个月 | 6–10个月 |
| 成本（单价） | 中等 | 较高 | 中等 | 较高 |
从上述对比可以看出，FILTEX-MID 300 在过滤效率和细菌去除能力方面均优于市场主流产品，尤其在0.3 µm 颗粒的过滤效率和BFE方面表现突出。此外，其初始压降相对较低，有助于降低空调系统的运行能耗。在成本方面，该产品价格适中，性价比较高，适合大规模应用。
此外，参考国内外相关研究，如 Li et al. (2021) 在《Journal of Aerosol Science》中指出，采用复合玻纤与静电增强纤维结合的过滤材料，能够在不显著增加压降的情况下提高过滤效率，这一结论与本研究的测试结果一致。而 Kanaoka et al. (2019) 在《Separation and Purification Technology》中也强调，中效过滤器在医院和实验室等特殊环境下应优先考虑细菌去除能力，这也印证了 FILTEX-MID 300 在此类应用场景中的适用性。
参考文献
- Li, Z., Zhang, Y., & Wang, X. (2021). Performance evaluation of composite fiber filters for airborne bacterial removal. Journal of Aerosol Science, 152, 105701. https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2020.105701
- Kanaoka, C., Emi, H., & Otani, Y. (2019). Filtration mechanisms and efficiency of fibrous air filters: A review. Separation and Purification Technology, 212, 457–471. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2018.11.015
- ASHRAE. (2020). ASHRAE Standard 52.2: Method of Testing General Ventilation Air-Cleaning Devices for Removal Efficiency by Particle Size. Atlanta: American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers.
- ISO. (2016). ISO 16890-1:2016 – Air Filter for General Ventilation – Part 1: Technical Specifications. International Organization for Standardization.
- European Committee for Standardization. (2012). EN 779:2012 – Particulate Air Filters for General Ventilation – Determination of the Filtration Performance. Brussels: CEN.
- TSI Incorporated. (2020). Aerodynamic Particle Sizer® (APS) Model 3321 – Operating Manual. Shoreview, MN: TSI Inc.
- Camfil. (2022). CamSeries M6 Air Filter – Technical Data Sheet. Retrieved from https://www.camfil.com
- AAF International. (2021). Eurovent M6 Air Filters – Product Specification. Retrieved from https://www.aafinternational.com
- Freudenberg Performance Materials. (2020). Viledon M6 Air Filtration Solutions. Retrieved from https://www.viledon.com
- National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). (2019). Evaluation of Respiratory Protection Against Airborne Biological Agents. Centers for Disease Control and Prevention.
