Abstrakcja
Przeprowadzono badania oporności i sprawności wagowej filtra oraz zbadano zasady zmiany oporów zatrzymywania pyłu i skuteczności filtra, energochłonność filtra obliczono zgodnie z metodą obliczania efektywności energetycznej zaproponowaną przez Eurovent 4. /11.
Stwierdzono, że koszty energii elektrycznej przez filtr rosną wraz ze wzrostem czasu użytkowania i odporności.
Na podstawie analizy kosztu wymiany filtra, kosztu eksploatacji i kosztu całościowego proponuje się metodę określenia, kiedy należy wymienić filtr.
Wyniki pokazały, że rzeczywista żywotność filtra jest wyższa niż określona w GB/T 14295-2008.
O czasie wymiany filtra w ogólnym budownictwie cywilnym należy decydować na podstawie kosztów wymiany objętości powietrza i kosztów zużycia energii eksploatacyjnej.
AutorShanghai Institute of Architecture Science (Group) Co., LtdZhang Chongyang, Li Jingguang
Przedstawienia
Wpływ jakości powietrza na zdrowie człowieka stał się jedną z najważniejszych kwestii, których dotyczy społeczeństwo.
Obecnie zanieczyszczenie powietrza zewnętrznego reprezentowane przez PM2,5 jest w Chinach bardzo poważne. Dlatego przemysł oczyszczania powietrza rozwija się szybko, a urządzenia do oczyszczania świeżego powietrza i oczyszczacze powietrza są szeroko stosowane.
W 2017 roku w Chinach sprzedano około 860.000 urządzeń wentylacyjnych świeżego powietrza i 7 milionów oczyszczaczy. Wraz ze wzrostem świadomości PM2,5, stopień wykorzystania sprzętu do oczyszczania będzie dalej wzrastał i wkrótce stanie się niezbędnym sprzętem w codziennym życiu. Na popularność tego rodzaju sprzętu mają bezpośredni wpływ jego koszt zakupu i koszty eksploatacji, dlatego bardzo ważne jest zbadanie jego ekonomii.
Główne parametry filtra to spadek ciśnienia, ilość zebranych cząstek, wydajność zbierania i czas pracy. Można zastosować trzy metody oceny czasu wymiany filtra w oczyszczaczu świeżego powietrza. Pierwszym z nich jest pomiar zmiany rezystancji przed i za filtrem zgodnie z czujnikiem ciśnienia; Drugim jest pomiar gęstości cząstek stałych na wylocie zgodnie z czujnikiem cząstek stałych. Ostatni z nich to czas pracy, czyli mierzenie czasu pracy sprzętu.
Tradycyjna teoria wymiany filtrów polega na zbilansowaniu kosztów zakupu i kosztów eksploatacji w oparciu o wydajność. Innymi słowy, wzrost zużycia energii spowodowany jest wzrostem wytrzymałości i kosztem zakupu.
jak pokazano na rysunku 1
Rysunek 1 krzywa oporności filtra i kosztu
Celem niniejszej pracy jest zbadanie częstotliwości wymiany filtra i jej wpływu na konstrukcję tego typu urządzeń i systemu poprzez analizę równowagi pomiędzy kosztem energii eksploatacyjnej spowodowanym wzrostem oporności filtra a kosztem zakupu spowodowanym częstą wymianą filtr, w warunkach pracy małej objętości powietrza.
1. Testy wydajności i odporności filtrów
1.1 Placówka testowa
Platforma do testowania filtrów składa się głównie z następujących części: system kanałów powietrznych, urządzenie wytwarzające sztuczny pył, sprzęt pomiarowy itp., jak pokazano na rysunku 2.
Rysunek 2. Placówka testowa
Zainstalowanie wentylatora konwertującego częstotliwość w systemie kanałów powietrznych laboratorium w celu dostosowania roboczej objętości powietrza filtra, a tym samym do testowania wydajności filtra przy różnej objętości powietrza.
1.2 Próbka testowa
W celu zwiększenia powtarzalności eksperymentu wybrano 3 filtry powietrza tego samego producenta. Ponieważ filtry typu H11, H12 i H13 są szeroko stosowane na rynku, w tym eksperymencie użyto filtra klasy H11 o wymiarach 560 mm × 560 mm × 60 mm, typu v-type z gęstym włóknem chemicznym, jak pokazano na rysunku 3.
Rysunek 2. Testowanie Próbka
1.3 Wymagania testowe
Zgodnie z odpowiednimi postanowieniami GB/T 14295-2008 „Filtr powietrza”, oprócz warunków testowych wymaganych w normach testowych, należy uwzględnić następujące warunki:
1) Podczas badania temperatura i wilgotność czystego powietrza wprowadzanego do systemu kanałów powinny być zbliżone;
2) Źródło pyłu użyte do badania wszystkich próbek powinno pozostać takie samo.
3) Przed badaniem każdej próbki, cząsteczki kurzu osadzone w systemie kanałów należy wyczyścić szczotką;
4) Rejestrowanie czasu pracy filtra podczas badania, w tym czasu emisji i zawieszenia pyłu;
2. Wynik testu i analiza
2.1 Zmiana oporu początkowego z objętością powietrza
Wstępny test wytrzymałościowy przeprowadzono przy objętości powietrza 80 140 220 300 300 380 460 540 600 711 948 m3/h.
Zmianę oporu początkowego wraz z ilością powietrza pokazano na RYS. 4.
Rysunek 4. Zmiana początkowej rezystancji filtra przy różnej objętości powietrza
2.2 Zmiana wydajności wagowej wraz z ilością nagromadzonego pyłu.
Ten fragment bada głównie skuteczność filtracji PM2,5 zgodnie ze standardami testowymi producentów filtrów, znamionowa objętość powietrza filtra wynosi 508 m3/h. Zmierzone wartości wydajności wagowej trzech filtrów przy różnych ilościach osadzania pyłu przedstawiono w tabeli 1
Tablica 1 Zmiana aretencji wraz z ilością osadzonego pyłu
Zmierzone współczynniki wagowe wydajności (arestancji) trzech filtrów przy różnej ilości naniesionego pyłu przedstawiono w Tabeli 1
2,3 Związek między odpornością na akumulację kurzu
Każdy filtr był używany do 9-krotnej emisji pyłu. Pierwsze 7 jednokrotnych emisji pyłu skontrolowano na poziomie około 15,0g, a ostatnie 2 razy pojedyncze emisje pyłu skontrolowano na poziomie około 30,0g.
Zmienność oporu zatrzymywania pyłu zmienia się wraz z ilością nagromadzonego pyłu trzech filtrów przy znamionowym przepływie powietrza, pokazano na RYS.5
RYS.5
3. Analiza ekonomiczna wykorzystania filtrów
3.1 Oceniono żywotność
GB/T 14295-2008 „Filtr powietrza” stanowi, że gdy filtr działa z znamionową wydajnością powietrza, a opór końcowy osiąga dwukrotność oporu początkowego, uznaje się, że filtr osiągnął swoją żywotność i należy go wymienić. Po obliczeniu żywotności filtrów w znamionowych warunkach pracy w tym eksperymencie, wyniki wskazują, że żywotność tych trzech filtrów została oszacowana odpowiednio na 1674, 1650 i 1518h, co wynosiło odpowiednio 3,4, 3,3 i 1 miesiąc.
3.2 Analiza zużycia proszku
Powyższy test powtórny pokazuje, że wydajność trzech filtrów jest spójna, więc filtr 1 jest traktowany jako przykład do analizy zużycia energii.
FIGA. 6 Relacja między opłatą za energię elektryczną a dniami użytkowania filtra (ilość powietrza 508m3/h)
Ponieważ koszt wymiany objętości powietrza zmienia się znacznie, suma wymiany filtra i zużycia energii również znacznie się zmienia, ze względu na działanie filtra, jak pokazano na RYS. 7. Na rysunku koszt całkowity = koszt operacyjny energii elektrycznej + koszt wymiany jednostkowej objętości powietrza.
FIGA. 7
Wnioski
1) Rzeczywista żywotność filtrów o małej objętości powietrza w ogólnych budynkach cywilnych jest znacznie dłuższa niż żywotność określona w GB/T 14295-2008 „Filtr powietrza” i zalecana przez obecnych producentów. Rzeczywistą żywotność filtra można uwzględnić w oparciu o zmieniające się prawo zużycia energii przez filtr i koszt wymiany.
2) Proponuje się metodę oceny wymiany filtra opartą na rozważaniach ekonomicznych, tzn. koszt wymiany w przeliczeniu na jednostkę objętości powietrza oraz pobór mocy eksploatacyjnej należy uwzględnić w celu określenia czasu wymiany filtra.
(Pełny tekst ukazał się w HVAC, Vol. 50, No. 5, s. 102-106, 2020)
