Eksperimentel forskning og økonomisk analyse af luftfilterets levetid

Abstraktion

Der blev udført test af filterets modstand og vægteffektivitet, og ændringsreglerne for støvfastholdelsesmodstanden og filterets effektivitet blev undersøgt, filterets energiforbrug blev beregnet efter energieffektivitetsberegningsmetoden foreslået af Eurovent 4 /11.

Det har vist sig, at filtrets elomkostninger stiger med øget tidsforbrug og modstand.

Baseret på analysen af ​​filterudskiftningsomkostninger, driftsomkostninger og samlede omkostninger foreslås en metode til at bestemme, hvornår filteret skal udskiftes.

Resultaterne viste, at filterets faktiske levetid er højere end angivet i GB/T 14295-2008.

Tidspunktet for udskiftning af filter i almindeligt civilt byggeri bør besluttes i henhold til udskiftningsomkostningerne for luftmængde og driftsenergiforbrug.

Introduktioner

Luftkvalitetens indflydelse på menneskers sundhed er blevet et af de vigtigste spørgsmål i samfundet.

I øjeblikket er udendørs luftforurening repræsenteret ved PM2,5 meget alvorlig i Kina.Derfor udvikler luftrensningsindustrien sig hurtigt, og friskluftrensningsudstyr og luftrenser er blevet meget brugt.

I 2017 blev der solgt omkring 860.000 friskluftventilation og 7 millioner renseapparater i Kina.Med den bedre kendskab til PM2.5 vil udnyttelsesgraden af ​​renseudstyr stige yderligere, og det vil snart blive et nødvendigt udstyr i dagligdagen.Populariteten af ​​denne slags udstyr er direkte påvirket af dets indkøbsomkostninger og driftsomkostninger, så det er af stor betydning at studere dets økonomi.

Filterets hovedparametre omfatter trykfaldet, mængden af ​​opsamlede partikler, opsamlingseffektiviteten og driftstiden.Tre metoder kan anvendes til at bedømme filterudskiftningstiden for friskluftrenseren.Den første er at måle modstandsændringen før og efter filteret i henhold til trykføleren;Den anden er at måle tætheden af ​​partikelstof ved udløbet i henhold til partikelsensoren.Den sidste er ved driftstiden, det vil sige måling af udstyrets driftstid.

Den traditionelle teori om filterudskiftning er at balancere indkøbsomkostninger og driftsomkostninger baseret på effektivitet.Med andre ord er stigningen i energiforbruget forårsaget af stigningen i modstanden og købsomkostningerne.

som vist i figur 1

Figur 1 kurven for filtermodstand og pris

Formålet med dette papir er at undersøge hyppigheden af ​​filterudskiftning og dens indflydelse på designet af sådant udstyr og system ved at analysere balancen mellem driftsenergiomkostningerne forårsaget af stigningen i filtermodstanden og købsomkostningerne forårsaget af den hyppige udskiftning af filter, under driftsforhold med lille luftvolumen.

1.Filter effektivitet og modstandstest

1.1 Testfacilitet

Filtertestplatformen er hovedsageligt sammensat af følgende dele: luftkanalsystem, anordning til generering af kunstigt støv, måleudstyr osv., som vist i figur 2.

Figur 2. Testfacilitet

Vedtagelse af frekvenskonverteringsventilatoren i laboratoriets luftkanalsystem for at justere filtrets driftsluftvolumen og dermed teste filterydelsen under forskellig luftmængde.

1.2 Testprøve

For at øge eksperimentets repeterbarhed blev der valgt 3 luftfiltre produceret af samme producent.Da filtre af type H11, H12 og H13 er meget udbredt på markedet, blev H11-kvalitetsfilter brugt i dette eksperiment, med størrelsen 560 mm×560 mm×60 mm, v-type kemisk fibertæt foldetype, som vist i figur 3.

Figur 2. TestPrøve

1.3 Testkrav

I overensstemmelse med de relevante bestemmelser i GB/T 14295-2008 "Luftfilter", ud over de testbetingelser, der kræves i teststandarderne, skal følgende betingelser inkluderes:

1) Under testen skal temperaturen og fugtigheden af ​​ren luft, der sendes ind i kanalsystemet, være ens;

2) Den støvkilde, der bruges til at teste alle prøver, bør forblive den samme.

3) Før hver prøve testes, skal støvpartikler, der er aflejret i kanalsystemet, renses med en børste;

4) Registrering af filterets arbejdstid under testen, herunder tidspunktet for emission og støvopslæmning;

2. Testresultat og analyse

2.1 Ændring af startmodstand med luftvolumen

Den indledende modstandstest blev udført ved luftvolumen på 80.140.220.300.380.460.540.600.711.948 m3/h.

Ændringen af ​​startmodstanden med luftmængden er vist i fig.4.

Figur 4.Ændringen af ​​filterets startmodstand under forskellig luftvolumen

2.2 Ændring af vægteffektivitet med mængden af ​​akkumuleret støv.

Denne passage studerer hovedsageligt filtreringseffektiviteten af ​​PM2.5 i henhold til filterproducenternes teststandarder, filterets nominelle luftvolumen er 508m3/h.De målte vægteffektivitetsværdier for de tre filtre under forskellige støvaflejringsmængder er vist i tabel 1

Tabel 1 Ændringen af ​​standsning med mængden af ​​aflejret støv

Det målte vægteffektivitetsindeks (arrestance) for tre filtre under forskellige støvaflejringsmængder er vist i tabel 1

2.3Forholdet mellem modstand og støvophobning

Hvert filter blev brugt til 9 gange støvemission.De første 7 gange med enkelt støvemission blev kontrolleret til ca. 15,0 g, og de sidste 2 gange med enkelt støvemission blev kontrolleret til ca. 30,0 g.

Variationen af ​​støvfastholdelsesmodstanden ændres med mængden af ​​støvakkumulering af tre filtre under den nominelle luftstrøm, er vist på FIG.

FIG. 5

3. Økonomisk analyse af filterbrug

3.1 Nominel levetid

GB/T 14295-2008 "Luftfilter" foreskriver, at når filteret arbejder med nominel luftkapacitet, og den endelige modstand når 2 gange den oprindelige modstand, anses filteret for at have nået sin levetid, og filteret bør udskiftes.Efter beregnet levetid for filtrene under nominelle arbejdsforhold i dette forsøg, viser resultaterne, at levetiden for disse tre filtre blev estimeret til at være henholdsvis 1674, 1650 og 1518 timer, som var henholdsvis 3,4, 3,3 og 1 måned.

3.2 Analyse af pulverforbrug

Gentagelsestesten ovenfor viser, at ydeevnen af ​​de tre filtre er ensartet, så filter 1 tages som eksempel til energiforbrugsanalyse.

FIG.6 Forholdet mellem elafgiften og filterets brugsdage (luftmængde 508m3/h)

Da udskiftningsomkostningerne for luftvolumen ændrer sig meget, ændres summen af ​​filteret ved udskiftning og strømforbrug også meget på grund af filterets drift, som vist i fig.7. I figuren er den samlede omkostning = driftsomkostninger for el + enhedsudskiftning af luftvolumen.

FIG.7

Konklusioner

1) Den faktiske levetid for filtre med lille luftvolumen i almindelige civile bygninger er meget længere end den levetid, der er fastsat i GB/T 14295-2008 "Luftfilter" og anbefalet af nuværende producenter.Filterets faktiske levetid kan vurderes baseret på den ændrede lov for filterets strømforbrug og udskiftningsomkostningerne.

2) Metoden til evaluering af filterudskiftning baseret på økonomiske overvejelser foreslås, det vil sige, at udskiftningsomkostningerne pr. luftmængdeenhed og driftsenergiforbruget bør overvejes omfattende for at bestemme udskiftningstiden for filteret.

(Den fulde tekst blev udgivet i HVAC, bind 50, nr. 5, s. 102-106, 2020)