エアフィルター寿命の実験的研究と経済分析

抽象化

フィルターの抵抗と重量効率をテストし、ダスト保持抵抗とフィルターの効率の変更規則を検討し、Eurovent4によって提案されたエネルギー効率計算方法に従ってフィルターのエネルギー消費量を計算しました。 / 11。

フィルタの電気代は、時間の使用と抵抗の増加とともに増加することがわかります。

フィルタ交換コスト、運用コスト、総合コストの分析に基づいて、フィルタをいつ交換すべきかを決定する方法を提案します。

結果は、フィルターの実際の耐用年数がGB / T14295-2008で指定されたものよりも長いことを示しました。

一般的な土木建築物のフィルター交換時期は、風量の交換費用と運転電力消費費用に応じて決定する必要があります。 

著者上海建築科学研究所(グループ)株式会社Zhang Chongyang、Li Jingguang

はじめに

空気の質が人間の健康に与える影響は、社会が抱える最も重要な問題の1つになっています。

現在、中国ではPM2.5に代表される大気汚染が非常に深刻です。そのため、空気清浄機産業は急速に発展し、外気清浄機や空気清浄機が広く利用されています。

2017年には、約86万台の外気換気と700万台の清浄機が中国で販売されました。PM2.5の認知度が高まるにつれ、浄化装置の利用率はさらに高まり、まもなく日常生活に必要な装置となるでしょう。この種の機器の人気は、購入コストとランニングコストに直接影響されるため、その経済性を研究することは非常に重要です。

フィルタの主なパラメータには、圧力損失、収集される粒子の量、収集効率、および実行時間が含まれます。新鮮な空気清浄機のフィルター交換時期は、3つの方法で判断できます。1つ目は、圧力検出装置に従って、フィルターの前後の抵抗変化を測定することです。2つ目は、粒子検知装置に従って、出口で粒子状物質の密度を測定することです。最後の1つは、稼働時間、つまり、機器の稼働時間を測定することです。 

フィルタ交換の従来の理論は、効率に基づいて購入コストとランニングコストのバランスを取ることです。言い換えれば、エネルギー消費の増加は、抵抗と購入コストの増加によって引き起こされます。

図1に示すように

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図1フィルター抵抗とコストの曲線 

この論文の目的は、フィルター抵抗の増加による動作エネルギーコストと頻繁な交換による購入コストのバランスを分析することにより、フィルター交換の頻度とそのような機器およびシステムの設計への影響を調査することです。フィルター、少量の空気量の動作条件下で。

1.フィルター効率と抵抗テスト

1.1試験施設

フィルター試験台は、図2に示すように、主にエアダクトシステム、人工ダスト発生装置、測定器などで構成されています。

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 図2.テスト施設

実験室のエアダクトシステムに周波数変換ファンを採用して、フィルターの動作空気量を調整し、さまざまな空気量でフィルターの性能をテストします。 

1.2テストサンプル

実験の再現性を高めるために、同じメーカーのエアフィルターを3つ選びました。H11、H12、H13のフィルタータイプが市場で広く使用されているため、この実験ではH11グレードのフィルターを使用しました。サイズは560mm×560mm×60mmで、図3に示すようにV型化学繊維高密度折りたたみタイプです。

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 図2.テスト サンプル

1.3テスト要件

GB / T 14295-2008「エアフィルター」の関連規定に従い、試験基準で要求される試験条件に加えて、以下の条件を含める必要があります。

1)テスト中、ダクトシステムに送られる清浄な空気の温度と湿度は同じである必要があります。

2)すべてのサンプルのテストに使用されるダストソースは同じままである必要があります。

3)各サンプルをテストする前に、ダクトシステムに付着したほこりの粒子をブラシで洗浄する必要があります。

4)粉塵の放出と浮遊の時間を含む、試験中のフィルターの作業時間を記録する。 

2.テスト結果と分析 

2.1風量による初期抵抗の変化

初期抵抗試験は、80,140,​​220,300,380,460,540,600,711,948 m3 / hの風量で実施されました。

風量に伴う初期抵抗の変化を図3に示す。4.4。

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 図4。 異なる風量下でのフィルターの初期抵抗の変化

2.2粉塵の蓄積量による重量効率の変化。 

この通路は主にフィルターメーカーの試験基準に従ってPM2.5のろ過効率を研究しており、フィルターの定格風量は508m3 / hです。異なるダスト堆積量での3つのフィルターの測定された重量効率値を表1に示します。

The measured weight efficiency index of three filters under different dust deposition amount.webp

表1堆積した粉塵の量による停止の変化

ダスト堆積量の異なる3つのフィルターの測定された重量効率(抵抗)指数を表1に示します。

2.3 抵抗とほこりの蓄積との関係

各フィルターは9回のダスト放出に使用されました。最初の7回の単一粉塵放出は約15.0gに制御され、最後の2回の単一粉塵放出は約30.0gに制御されました。

定格空気流下での3つのフィルターのダスト蓄積量に伴うダスト保持抵抗の変化を図5に示します。

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図5

3.フィルター使用の経済分析

3.1定格耐用年数

GB / T 14295-2008「エアフィルター」は、フィルターが定格空気容量で作動し、最終抵抗が初期抵抗の2倍に達した場合、フィルターは耐用年数に達したと見なされ、フィルターを交換する必要があると規定しています。この実験で定格動作条件下でのフィルターの耐用年数を計算した後、結果は、これら3つのフィルターの耐用年数がそれぞれ1674、1650、および1518時間と推定され、それぞれ3.4、3.3、および1か月であることを示しています。

 

3.2粉末消費分析

上記の繰り返しテストは、3つのフィルターのパフォーマンスが一貫していることを示しているため、エネルギー消費分析の例としてフィルター1を取り上げます。

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図。6電気料金とフィルターの使用日数の関係(風量508m3 / h)

風量の交換コストが大きく変化するため、図1に示すように、フィルタの動作により、交換時のフィルタと消費電力の合計も大きく変化する。7.図では、総合コスト=運転電力コスト+単位風量交換コスト。

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図。7

結論

1)一般的な土木建築物の空気量が少ないフィルターの実際の耐用年数は、GB / T 14295-2008「エアフィルター」で規定され、現在のメーカーが推奨する耐用年数よりもはるかに長いです。フィルタの実際の耐用年数は、フィルタの消費電力と交換コストの法則の変化に基づいて考慮することができます。

2)経済的配慮に基づくフィルター交換評価方法を提案する。すなわち、フィルターの交換時間を決定するために、単位空気量あたりの交換コストと運転電力消費量を包括的に考慮する必要がある。

(全文はHVAC、Vol。50、No。5、pp。102-106、2020でリリースされました)