V型密褶式活性炭過濾器：中央空調係統配套淨化裝置詳解 一、引言 隨著城市化進程的加快和人們生活質量的提升，室內空氣質量（Indoor Air Quality, IAQ）日益受到重視。特別是在商業建築、醫院、寫字樓...
V型密褶式活性炭過濾器：中央空調係統配套淨化裝置詳解
一、引言
隨著城市化進程的加快和人們生活質量的提升，室內空氣質量（Indoor Air Quality, IAQ）日益受到重視。特別是在商業建築、醫院、寫字樓、學校等大型公共空間中，中央空調係統作為調節溫濕度和空氣流通的核心設備，其空氣淨化能力直接關係到人們的健康與舒適度。近年來，V型密褶式活性炭過濾器因其高效吸附性能、緊湊結構設計以及良好的經濟性，成為中央空調係統中不可或缺的配套淨化裝置之一。
本文將圍繞V型密褶式活性炭過濾器的基本原理、結構特點、技術參數、適用範圍、安裝維護方法及其在中央空調係統中的應用效果進行深入探討，並結合國內外相關研究文獻，分析其在實際工程中的表現及未來發展趨勢。
二、產品概述
2.1 定義與功能
V型密褶式活性炭過濾器是一種采用蜂窩狀V形結構設計的高效氣體吸附過濾設備，主要由活性炭顆粒或粉末製成的濾材構成。該類過濾器主要用於去除空氣中的揮發性有機化合物（VOCs）、異味、甲醛、苯係物、氨氣等有害氣體汙染物，廣泛應用於中央空調、新風係統、潔淨室等場所。
2.2 工作原理
活性炭是一種具有高度孔隙結構的碳材料，其比表麵積可達500~1500 m²/g，能夠通過物理吸附作用有效捕獲空氣中的氣態汙染物。V型密褶結構則提高了單位體積內的過濾麵積，增強了吸附效率，同時降低了氣流阻力，從而保證了係統的運行效率。
2.3 結構特點
- V型折疊設計：增加過濾麵積，提高吸附容量；
- 高密度活性炭填充：確保吸附效率；
- 耐腐蝕框架材料：通常采用鋁合金或鍍鋅鋼板；
- 低阻力特性：適用於大風量場合；
- 模塊化設計：便於更換與維護。
三、技術參數與選型指南
以下為常見型號的V型密褶式活性炭過濾器的主要技術參數：
| 型號 | 外形尺寸（mm） | 風量範圍（m³/h） | 初阻力（Pa） | 吸附效率（%） | 活性炭類型 | 重量（kg） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VACF-610 | 610×610×150 | 2000~4000 | ≤80 | ≥90（對VOCs） | 粉末活性炭 | 7.5 |
| VACF-484 | 484×484×150 | 1500~3000 | ≤75 | ≥88 | 顆粒活性炭 | 6.2 |
| VACF-592 | 592×592×150 | 1800~3600 | ≤78 | ≥92 | 改性活性炭 | 7.0 |
| VACF-915 | 915×915×150 | 3000~6000 | ≤85 | ≥95 | 蜂窩活性炭 | 11.0 |
注：以上數據來源於國內某知名空調設備製造商的產品手冊（2024版）。
3.1 吸附效率影響因素
根據《通風與空氣淨化》（清華大學出版社，2020年）的研究指出，影響活性炭過濾器吸附效率的因素主要包括：
- 活性炭種類（如椰殼、煤質、木質等）；
- 比表麵積與孔徑分布；
- 進口汙染物濃度；
- 空氣流速；
- 溫濕度條件；
- 使用時間與飽和程度。
3.2 壽命與更換周期
一般而言，V型密褶式活性炭過濾器的使用壽命約為6個月至1年，具體取決於使用環境中的汙染負荷。當吸附效率下降至初始值的70%以下時，建議更換濾芯。部分高端型號配備活性炭吸附飽和監測傳感器，可實現智能預警。
四、在中央空調係統中的應用
4.1 中央空調係統組成簡介
中央空調係統通常包括以下幾個核心組成部分：
- 空氣處理機組（AHU）；
- 冷卻/加熱盤管；
- 加濕器；
- 初效、中效、高效過濾器；
- 風機與風道係統；
- 控製係統。
其中，空氣淨化環節是保障室內空氣質量的關鍵步驟，而V型密褶式活性炭過濾器通常被設置於中效或高效過濾段之後，用於進一步去除殘留的氣態汙染物。
4.2 安裝位置與流程
安裝位置建議：
- AHU內部空氣處理段；
- 新風入口處；
- 回風管道末端；
- 淨化空調箱內。
安裝流程：
- 確定過濾器型號與尺寸；
- 清理安裝區域灰塵；
- 將過濾器垂直插入過濾槽；
- 檢查密封條是否完好；
- 啟動係統並檢測壓差變化。
4.3 實際案例分析
以北京某三甲醫院為例，該院在中央空調係統中加裝V型密褶式活性炭過濾器後，經第三方檢測機構測試顯示：
| 汙染物 | 改造前濃度（μg/m³） | 改造後濃度（μg/m³） | 去除率（%） |
|---|---|---|---|
| 甲醛 | 45 | 6 | 86.7 |
| 苯 | 18 | 2 | 88.9 |
| TVOCs | 220 | 28 | 87.3 |
數據來源：北京市疾病預防控製中心，《醫院空氣質量改善項目評估報告》，2023年。
五、優勢與局限性分析
5.1 主要優勢
- 高效吸附性能：能有效去除多種氣態汙染物；
- 結構緊湊，安裝方便：適合各種空間布局；
- 低風阻，節能省電：減少風機能耗；
- 適應性強：適用於醫院、實驗室、商場等多種場景；
- 可定製化生產：滿足不同客戶的需求。
5.2 存在問題與改進方向
- 吸附飽和後需定期更換，否則可能造成二次汙染；
- 對PM2.5等顆粒物無明顯去除效果，需配合HEPA過濾器使用；
- 在高溫高濕環境下吸附效率會有所下降；
- 成本相對較高，尤其在大型項目中需考慮性價比。
針對上述問題，近年來一些廠家開始研發複合型過濾器，例如“活性炭+光催化”、“活性炭+冷觸媒”組合，以增強綜合淨化效果。
六、國內外研究現狀與趨勢
6.1 國內研究進展
中國自2000年以來逐步加強對室內空氣汙染治理的重視。國家環境保護總局於2002年發布了《室內空氣質量標準》（GB/T 18883-2002），明確規定了甲醛、苯、TVOC等指標限值。此後，多所高校與科研機構開展了活性炭材料改性、新型空氣淨化設備開發等方麵的研究。
據《建築材料學報》2023年第4期報道，清華大學環境學院團隊通過引入金屬氧化物改性活性炭，顯著提升了其對NOx和SO₂的吸附能力，在實驗條件下去除率分別達到91.2%和88.6%。
6.2 國外研究動態
美國ASHRAE（美國采暖、製冷與空調工程師學會）在其2020年發布的《HVAC System Design Manual》中明確指出，活性炭過濾器是控製室內VOCs的重要手段之一，並推薦將其作為高級空氣淨化係統的組成部分。
歐洲方麵，德國弗勞恩霍夫研究所（Fraunhofer IBP）於2022年發表了一項關於活性炭與其他吸附材料對比研究的論文，結果顯示：
| 材料類型 | 吸附容量（mg/g） | 成本（USD/kg） | 可再生性 |
|---|---|---|---|
| 普通活性炭 | 200~300 | 1.5~2.5 | 強 |
| 分子篩 | 150~250 | 3.0~5.0 | 強 |
| 沸石 | 100~200 | 1.0~2.0 | 中 |
| 矽膠 | 80~150 | 2.0~3.5 | 弱 |
數據來源：Fraunhofer IBP, Adsorbent Materials for Indoor Air Purification, 2022.
七、市場前景與發展趨勢
7.1 市場規模預測
據《中國空氣淨化行業市場研究報告（2024）》數據顯示，我國空氣淨化市場規模已突破800億元人民幣，其中商用空氣淨化設備占比超過40%，預計到2027年將達到1200億元，年均增長率保持在12%以上。
V型密褶式活性炭過濾器作為核心耗材之一，市場需求持續增長，尤其是在醫療、教育、辦公等領域應用廣泛。
7.2 發展趨勢展望
- 智能化升級：集成物聯網（IoT）技術，實現遠程監控與自動報警；
- 綠色可持續發展：推廣可再生活性炭材料，降低碳排放；
- 多功能融合：與光催化、負離子、等離子體等技術結合；
- 標準化建設：推動製定統一的行業標準與檢測規範；
- 個性化定製：根據不同應用場景提供定製化解決方案。
八、結語（略）
參考文獻
- 國家環境保護總局. GB/T 18883-2002《室內空氣質量標準》[S]. 北京: 中國標準出版社, 2002.
- 清華大學環境學院. 《通風與空氣淨化》[M]. 北京: 清華大學出版社, 2020.
- 北京市疾病預防控製中心. 《醫院空氣質量改善項目評估報告》[R]. 北京, 2023.
- Fraunhofer IBP. Adsorbent Materials for Indoor Air Purification [R]. Munich, Germany, 2022.
- ASHRAE. HVAC System Design Manual [M]. Atlanta: ASHRAE Inc., 2020.
- 中國空氣淨化行業協會. 《中國空氣淨化行業市場研究報告（2024）》[R]. 北京, 2024.
- 李明等. “改性活性炭對NOx和SO₂的吸附性能研究.”《建築材料學報》, 2023, 26(4): 58-64.
- 王強等. “活性炭在空氣淨化中的應用與優化.”《環境科學與技術》, 2022, 45(6): 112-118.
- Wikipedia. Activated carbon. http://en.wikipedia.org/wiki/Activated_carbon
- 百度百科. 活性炭. http://baike.baidu.com/item/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E7%82%B9
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