Eksperimentalna istraživanja i ekonomska analiza vijeka trajanja zračnih filtera

Apstrakcija

Provedeni su testovi otpornosti i efikasnosti težine filtera, a istražena su pravila promjene otpora zadržavanja prašine i efikasnosti filtera, izračunata je potrošnja energije filtera prema metodi proračuna energetske efikasnosti koju je predložio Eurovent 4. /11.

Utvrđeno je da se troškovi električne energije filtera povećavaju sa povećanjem vremena i otpora.

Na osnovu analize troškova zamjene filtera, operativnih troškova i sveobuhvatnih troškova, predlaže se metoda za određivanje kada filter treba zamijeniti.

Rezultati su pokazali da je stvarni vijek trajanja filtera veći od onog navedenog u GB/T 14295-2008.

Vrijeme zamjene filtera u općim civilnim zgradama treba odrediti prema troškovima zamjene volumena zraka i troškova radne potrošnje energije.

Uvode

Utjecaj kvaliteta zraka na zdravlje ljudi postao je jedno od najvažnijih pitanja koje brine društvo.

Trenutno je zagađenje vanjskog zraka koje predstavlja PM2,5 vrlo ozbiljno u Kini.Stoga se industrija pročišćavanja zraka brzo razvija, a oprema za pročišćavanje svježeg zraka i pročišćivač zraka su naširoko korišteni.

U 2017. godini u Kini je prodato oko 860.000 uređaja za ventilaciju svježeg zraka i 7 miliona prečistača.Uz bolju svijest o PM2.5, stopa iskorištenosti opreme za prečišćavanje će se dodatno povećati, te će uskoro postati neophodna oprema u svakodnevnom životu.Na popularnost ove vrste opreme direktno utiču njeni nabavni i operativni troškovi, pa je od velikog značaja proučavanje njene ekonomičnosti.

Glavni parametri filtera uključuju pad pritiska, količinu sakupljenih čestica, efikasnost sakupljanja i vreme rada.Za procjenu vremena zamjene filtera prečistača svježeg zraka mogu se primijeniti tri metode.Prvi je mjerenje promjene otpora prije i poslije filtera prema uređaju za mjerenje pritiska;Drugi je mjerenje gustine čestica na izlazu prema uređaju za otkrivanje čestica.Posljednji je po vremenu rada, odnosno mjerenju vremena rada opreme.

Tradicionalna teorija zamjene filtera je balansiranje troškova kupovine i troškova rada na osnovu efikasnosti.Drugim riječima, povećanje potrošnje energije uzrokovano je povećanjem otpora i nabavne cijene.

kao što je prikazano na slici 1

Slika 1 krivulju otpora filtera i cijene

Svrha ovog rada je istražiti učestalost zamjene filtera i njihov utjecaj na dizajn takve opreme i sistema analizom ravnoteže između troškova radne energije uzrokovane povećanjem otpora filtera i troškova nabavke uzrokovanih čestom zamjenom filtera. filter, pod radnim uslovima male zapremine vazduha.

1. Test efikasnosti i otpornosti filtera

1.1 Objekt za testiranje

Platforma za testiranje filtera se uglavnom sastoji od sljedećih dijelova: sistema vazdušnih kanala, uređaja za vještačko stvaranje prašine, mjerne opreme, itd., kao što je prikazano na slici 2.

Slika 2. Postrojenje za testiranje

Usvajanje ventilatora za konverziju frekvencije u sistem vazdušnih kanala laboratorije za podešavanje radne zapremine vazduha filtera, tako da se testira performanse filtera pod različitim zapreminama vazduha.

1.2 Uzorak za testiranje

Kako bi se povećala ponovljivost eksperimenta, odabrana su 3 zračna filtera istog proizvođača.Kako su filteri tipa H11, H12 i H13 široko rasprostranjeni na tržištu, u ovom eksperimentu je korišten filter klase H11, veličine 560 mm × 560 mm × 60 mm, v-tip sa gustim preklopnim hemijskim vlaknima, kao što je prikazano na slici 3.

Slika 2. TestiranjeUzorak

1.3 Zahtjevi za testiranje

U skladu sa relevantnim odredbama GB/T 14295-2008 "Filter za vazduh", pored uslova ispitivanja koji se zahtevaju u standardima ispitivanja, trebalo bi da budu uključeni i sledeći uslovi:

1) Tokom testa, temperatura i vlažnost čistog vazduha koji se šalje u sistem kanala treba da budu slične;

2) Izvor prašine koji se koristi za ispitivanje svih uzoraka treba da ostane isti.

3) Prije testiranja svakog uzorka, čestice prašine nataložene u sistemu kanala treba očistiti četkom;

4) Evidentiranje radnog vremena filtera tokom ispitivanja, uključujući vreme emisije i suspenzije prašine;

2. Rezultat i analiza testa

2.1 Promjena početnog otpora sa zapreminom vazduha

Početno ispitivanje otpora je obavljeno pri zapremini vazduha od 80,140,220,300,380,460,540,600,711,948 m3/h.

Promena početnog otpora sa zapreminom vazduha prikazana je na Sl.4.

Slika 4.Promjena početnog otpora filtera pod različitim volumenom zraka

2.2 Promjena efikasnosti težine s količinom akumulirane prašine.

Ovaj odlomak uglavnom proučava efikasnost filtracije PM2,5 prema standardima testiranja proizvođača filtera, nazivna zapremina vazduha filtera je 508m3/h.Izmjerene vrijednosti efikasnosti težine tri filtera pod različitim količinama taloženja prašine prikazane su u tabeli 1

Tabela 1. Promjena zahvata sa količinom nanesene prašine

Izmjereni indeks efikasnosti težine (arrestancije) tri filtera pod različitim količinama taloženja prašine prikazan je u tabeli 1.

2.3Odnos između otpora i akumulacije prašine

Svaki filter je korišten za 9 puta emisije prašine.Prvih 7 puta pojedinačne emisije prašine kontrolirano je na oko 15,0g, a zadnja 2 puta pojedinačne emisije prašine kontrolirano je na oko 30,0g.

Varijacija otpora zadržavanja prašine se mijenja sa količinom akumulacije prašine na tri filtera pod nazivnim protokom zraka, prikazano je na SLICI 5.

SL.5

3.Ekonomska analiza korištenja filtera

3.1 Nazivni vijek trajanja

GB/T 14295-2008 „Filter za vazduh” propisuje da kada filter radi sa nominalnim kapacitetom vazduha i konačni otpor dostigne 2 puta veći od početnog otpora, smatra se da je filter dostigao svoj radni vek i filter treba zameniti.Nakon izračunatog vijeka trajanja filtera pod naznačenim radnim uvjetima u ovom eksperimentu, rezultati pokazuju da je vijek trajanja ova tri filtera procijenjen na 1674, 1650 i 1518 sati, odnosno 3,4, 3,3 i 1 mjesec.

3.2 Analiza potrošnje praha

Ponovljeni test iznad pokazuje da su performanse tri filtera konzistentne, pa je filter 1 uzet kao primjer za analizu potrošnje energije.

Fig.6 Odnos između naplate električne energije i dana korišćenja filtera (zapremina vazduha 508m3/h)

Kako se trošak zamjene zapremine zraka uvelike mijenja, zbir filtera pri zamjeni i potrošnje energije također se značajno mijenja, zbog rada filtera, kao što je prikazano na Sl.7. Na slici, sveobuhvatni trošak = operativni trošak električne energije + jedinični trošak zamjene zapremine zraka.

Fig.7

Zaključci

1) Stvarni vijek trajanja filtera sa malom zapreminom zraka u općim civilnim zgradama je mnogo veći od vijeka trajanja propisanog u GB/T 14295-2008 “Filter za zrak” i preporučenog od strane trenutnih proizvođača.Stvarni vijek trajanja filtera može se uzeti u obzir na osnovu promjene zakona potrošnje energije filtera i cijene zamjene.

2) Predlaže se metoda procjene zamjene filtera zasnovana na ekonomskom razmatranju, odnosno, treba sveobuhvatno razmotriti cijenu zamjene po jedinici zapremine zraka i radnu potrošnju energije kako bi se odredilo vrijeme zamjene filtera.

(Cijeli tekst je objavljen u HVAC, Vol. 50, br. 5, str. 102-106, 2020.)