Astrazione
Sono state eseguite prove sulla resistenza e sull'efficienza del peso del filtro, e sono state esplorate le regole di modifica della resistenza alla tenuta della polvere e dell'efficienza del filtro, il consumo energetico del filtro è stato calcolato secondo il metodo di calcolo dell'efficienza energetica proposto da Eurovent 4 /11.
Si è riscontrato che il costo dell'elettricità del filtro, aumenta con l'aumento del tempo di utilizzo e della resistenza.
Sulla base dell'analisi del costo di sostituzione del filtro, del costo operativo e del costo complessivo, viene proposto un metodo per determinare quando il filtro deve essere sostituito.
I risultati hanno mostrato che la vita utile effettiva del filtro è superiore a quella specificata in GB/T 14295-2008.
Il tempo per la sostituzione del filtro nell'edilizia civile in generale dovrebbe essere deciso in base ai costi di sostituzione del volume d'aria e ai costi del consumo energetico di esercizio.
AutoreShanghai Institute of Architecture Science (Group) Co., LtdZhang Chongyang, Li Jingguang
Presentazioni
L'influenza della qualità dell'aria sulla salute umana è diventata una delle questioni più importanti interessate dalla società.
Attualmente, l'inquinamento dell'aria esterna rappresentato dal PM2,5 è molto grave in Cina. Pertanto, l'industria della purificazione dell'aria si sviluppa rapidamente e le apparecchiature per la purificazione dell'aria fresca e il purificatore d'aria sono state ampiamente utilizzate.
Nel 2017, in Cina sono stati venduti circa 860.000 sistemi di ventilazione dell'aria fresca e 7 milioni di depuratori. Con la migliore consapevolezza del PM2,5, il tasso di utilizzo delle apparecchiature di purificazione aumenterà ulteriormente e presto diventerà un'apparecchiatura necessaria nella vita quotidiana. La popolarità di questo tipo di attrezzatura è direttamente influenzata dal suo costo di acquisto e dal costo di esercizio, quindi è di grande importanza studiarne l'economia.
I parametri principali del filtro includono la caduta di pressione, la quantità di particelle raccolte, l'efficienza di raccolta e il tempo di funzionamento. È possibile adottare tre metodi per valutare il tempo di sostituzione del filtro del purificatore d'aria fresca. Il primo è misurare la variazione di resistenza prima e dopo il filtro in base al dispositivo di rilevamento della pressione; Il secondo è misurare la densità del particolato all'uscita in base al dispositivo di rilevamento del particolato. L'ultimo è il tempo di funzionamento, cioè la misurazione del tempo di funzionamento dell'apparecchiatura.
La teoria tradizionale della sostituzione del filtro consiste nel bilanciare il costo di acquisto e il costo di esercizio in base all'efficienza. In altre parole, l'aumento del consumo di energia è causato dall'aumento della resistenza e del costo di acquisto.
come mostrato in Figura 1
Figura 1 la curva della resistenza e del costo del filtro
Lo scopo di questo lavoro è quello di esplorare la frequenza di sostituzione del filtro e la sua influenza sulla progettazione di tali apparecchiature e sistemi analizzando l'equilibrio tra il costo energetico di esercizio causato dall'aumento della resistenza del filtro e il costo di acquisto prodotto dalla frequente sostituzione di filtro, in condizioni operative di piccolo volume d'aria.
1.Efficienza del filtro e test di resistenza
1.1 Struttura di prova
La piattaforma di test del filtro è composta principalmente dalle seguenti parti: sistema di condotti dell'aria, dispositivo di generazione di polvere artificiale, apparecchiature di misurazione, ecc., Come mostrato nella Figura 2.
Figura 2. Struttura di prova
Adozione della ventola di conversione di frequenza nel sistema di condotti dell'aria del laboratorio per regolare il volume d'aria operativo del filtro, in modo da testare le prestazioni del filtro con un volume d'aria diverso.
1.2 Campione di prova
Al fine di migliorare la ripetibilità dell'esperimento, sono stati selezionati 3 filtri aria prodotti dallo stesso produttore. Poiché i filtri di tipo H11, H12 e H13 sono ampiamente utilizzati nel mercato, in questo esperimento è stato utilizzato un filtro di grado H11, con le dimensioni di 560 mm × 560 mm × 60 mm, tipo piegato a fibra chimica di tipo v, come mostrato nella Figura 3.
Figura 2. Test Campione
1.3 Requisiti di prova
In conformità con le disposizioni pertinenti di GB/T 14295-2008 "Filtro dell'aria", oltre alle condizioni di prova richieste negli standard di prova, dovrebbero essere incluse le seguenti condizioni:
1) Durante il test, la temperatura e l'umidità dell'aria pulita inviata al sistema di canalizzazione dovrebbero essere simili;
2) La fonte di polvere utilizzata per testare tutti i campioni dovrebbe rimanere la stessa.
3) Prima che ogni campione venga testato, le particelle di polvere depositate nel sistema di canali devono essere pulite con una spazzola;
4) Registrazione delle ore di lavoro del filtro durante il test, compreso il tempo di emissione e sospensione della polvere;
2. Risultato del test e analisi
2.1 Modifica della resistenza iniziale con il volume d'aria
La prova di resistenza iniziale è stata eseguita al volume d'aria di 80.140.220.300.380.460.540.600.711.948 m3/h.
La variazione della resistenza iniziale con il volume d'aria è mostrata in FIG. 4.
Figura 4. Il cambiamento della resistenza iniziale del filtro sotto un diverso volume d'aria
2.2 La variazione dell'efficienza del peso con la quantità di polvere accumulata.
Questo passaggio studia principalmente l'efficienza di filtrazione del PM2,5 secondo gli standard di prova dei produttori di filtri, il volume d'aria nominale del filtro è di 508 m3/h. I valori di efficienza del peso misurato dei tre filtri con una diversa quantità di deposizione di polvere sono mostrati nella Tabella 1
Tabella 1 La variazione dell'arrestanza con la quantità di polvere depositata
L'indice di efficienza del peso misurato (arresto) di tre filtri con una quantità di deposito di polvere diversa è mostrato nella Tabella 1
2.3 La relazione tra resistenza e accumulo di polvere
Ogni filtro è stato utilizzato per 9 volte di emissione di polvere. I primi 7 tempi di singola emissione di polvere sono stati controllati a circa 15,0 g e gli ultimi 2 tempi di singola emissione di polvere sono stati controllati a circa 30,0 g.
La variazione della resistenza alla ritenzione della polvere cambia con la quantità di accumulo di polvere di tre filtri sotto il flusso d'aria nominale, è mostrata in FIG.5
FIG.5
3. Analisi economica dell'utilizzo del filtro
3.1 Vita utile nominale
GB/T 14295-2008 "Filtro dell'aria" stabilisce che quando il filtro funziona alla capacità d'aria nominale e la resistenza finale raggiunge 2 volte la resistenza iniziale, si considera che il filtro abbia raggiunto la sua durata e che il filtro debba essere sostituito. Dopo aver calcolato la vita utile dei filtri nelle condizioni di lavoro nominali in questo esperimento, i risultati mostrano che la vita utile di questi tre filtri è stata stimata rispettivamente in 1674, 1650 e 1518 ore, rispettivamente di 3,4, 3,3 e 1 mese.
3.2 Analisi del consumo di polvere
Il test di ripetizione sopra mostra che le prestazioni dei tre filtri sono coerenti, quindi il filtro 1 viene preso come esempio per l'analisi del consumo energetico.
FIGURA. 6 Rapporto tra la carica elettrica e i giorni di utilizzo del filtro (volume d'aria 508 m3/h)
Poiché il costo di sostituzione del volume d'aria cambia notevolmente, anche la somma del filtro al momento della sostituzione e del consumo di energia cambia notevolmente, a causa del funzionamento del filtro, come mostrato in FIG. 7. Nella figura, il costo complessivo = costo dell'elettricità di esercizio + costo di sostituzione del volume d'aria dell'unità.
FIGURA. 7
Conclusioni
1) La durata effettiva dei filtri con un volume d'aria ridotto negli edifici civili generali è molto più elevata della durata di servizio stabilita in GB/T 14295-2008 "Filtro dell'aria" e raccomandata dai produttori attuali. La vita utile effettiva del filtro può essere considerata in base alla legge mutevole del consumo energetico del filtro e del costo di sostituzione.
2) Viene proposto il metodo di valutazione della sostituzione del filtro basato su considerazioni economiche, ovvero il costo di sostituzione per unità di volume d'aria e il consumo energetico operativo dovrebbero essere considerati in modo completo per determinare il tempo di sostituzione del filtro.
(Il testo completo è stato pubblicato in HVAC, Vol. 50, No. 5, pp. 102-106, 2020)
